成信工环境监测课件02水和废水监测-2水样的采集和保存、预处理

第三节

水样的采集和保存

（Samplingandstorage）水样的类型地表水的采集地下水样的采集废（污）水样的采集采集水样的注意事项流量的测量水样的运输与保存ProcessesBeforestarting,decideonwhatanalysesarerequired.

(ii)Decideonasamplingprogram.(iii)Decideonthetotalnumberofsamplesyouaretaking,rememberingthateachlocationshouldbesampledinduplicate.(iv)Decideonthelocationofthesamplingandthesamplingapparatus.(v)Decideonthesamplevolumetobetakentothelaboratoryandsamplestoragecontainers.(vi)Decideonthemethodofstorageofsamples.3.1

水样的类型Blanksamples

-samplesmadeupascloseaspossibleincompositiontotheunknown,excludingthecompoundbeingdetermined.Theseareintroducedbeforestagesintheanalysiswhencontaminationislikely.Apositivedeterminationoftheanalyteintheblankwouldindicatecontamination.'Spiked'samples

-thesearesamplestowhichaknownquantityofthecompoundbeingdeterminedhasbeenadded.Avalidanalysisofthespikedandunspikedsamplewillbeabletodetermineaccuratelythequantityadded.Referencesamples

-thesearematerialswhicharesimilarintypetotheunknownsampleandhaveanaccuratelydeterminedcomposition.3.2

地表水样的采集

采样前的准备工作

选择适宜材质的盛水容器和采样器，清洗干净。准备好交通工具。交通工具常使用船只。采样方法和采样器

（SamplingmethodandSampler）在河流、湖泊、水库、海洋中采样：乘船到采样点采集，也可涉水和在桥上采集。采集表层水样：用塑料桶等容器直接采样，一般将其沉至水面下0.3-0.5m处采集。

采集深层水样：可用简易采样器、深层采样器、采水泵、自动采样器等。简易采水器和急流采水器示意图泵式采水器示意图溶解氧采水器废（污）水自动采水器示意图便携式采水器3.3

地下水样的采集

井水泉水自来水

地下水的水质比较稳定，一般采集瞬时水样，即能有较好的代表性。3.4废（污）水样的采集浅层废（污）水可从浅埋排水管、沟道中采样，用采样容器直接采集，也可用长把塑料勺采集。深层废（污）水可用深层采水器或固定在负重架内的采样容器，沉入检测井内采样。自动采样采用自动采水器可自动采集瞬时水样和混合水样。3.5采集水样注意事项测定悬浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需要单独采样；测定溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目的水样必须充满容器；pH、电导率、溶解氧等项目宜在现场测定。采样时还需同步测量水文参数和气象参数。采样时应仔细贴标签（填写采样点编号、采样日期和时间、测定项目等）；要塞紧瓶塞，必要时还要密封。3.6

流量的测量

在采集水样的同时，还需要测量水体的水位（m）、流速（m/s）、流量（m3/s）等水文参数。现已生产多种规格的污水流量计，测定流量简便、准确。3.7水样的运输与保存

(TransportationandStorage)从采样到分析测定这段时间内，由于环境条件的改变，微生物新陈代谢活动和化学作用的影响，会引起水样某些物理参数及化学组分的变化。为将这些变化降低到最低程度，需要尽可能低缩短运输时间，尽快分析测定和采取必要的保护措施。意义(一）水样的运输

塞紧塞子，必要时用封口胶、石蜡封口（测油类的水样不能用石蜡封口）。装箱时用泡沫塑料或纸条将样品缝隙挤紧，在箱顶贴上标记。需冷藏的样品，应采取致冷保存措施；冬季应采取保温措施，以免冻裂样品瓶。（二）、水样的保存1.保存要求2.容器的要求3.保存时间要求

不发生物理、化学、生物变化；不损失组分；不玷污（不增加待测组分和干扰组分）

性能稳定、杂质含量低的材料。常用的容器材质有硼硅玻璃、石英、聚乙烯和聚四氟乙烯。

清洁水样72h；轻污染水样48h；严重污染水样12h；运输时间24h以内。A.冷藏或冷冻法冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应速度。B.加入化学试剂保存法加入生物抑制剂:HgCl2可抑制生物的氧化还原作用；用H3PO4调至pH为4时，加入适量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活动。4.水样的保存方法调节pH值:

测定金属离子的水样常用HNO3酸化至pH为1～2，既可防止重金属离子水解沉淀，又可避免金属被器壁吸附；测定氰化物或挥发性酚的水样加入NaOH调至pH为12时，使之生成稳定的酚盐等。加入氧化剂或还原剂:

测定汞的水样需加入HNO3(至pH＜1)和K2Cr2O7(0.05%)，使汞保持高价态；测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止被氧化；测定溶解氧的水样则需加入少量硫酸锰和碘化钾固定溶解氧（还原）等。常用的水样保存技术

如欲测定水样中某组分的含量，采样后立即加入保存剂，分析测定时充分摇匀后再取样。

如果测定可滤（溶解）态组分含量，所采水样应用0.45μm微孔滤膜过滤，除去藻类和细菌，提高水样的稳定性，有利于保存。泥沙型水样，可用离心方法处理。对含有机质多的水样，可用滤纸或砂芯漏斗过滤。用自然沉降后取上清液测定可滤态组分是不恰当的。（三）水样的过滤或离心分离第四节水样的预处理

（PretreatmentoftheWaterSample）

Why？

环境水样的组成是相当复杂的，并且多数污染组分含量低，存在形态各异，所以在分析测定之前，需要进行适当的预处理，以得到欲测组分适于测定方法要求的形态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。How？？水样的消解（Digestion）

湿式消解法干灰化法富集与分离气提、顶空和蒸馏法萃取法吸附法离子交换法共沉淀法水样预处理的原则：最大限度去除干扰物回收率高操作简便省时成本低、对人体和环境无影响4.1水样的消解

消解用微波炉（一）湿式消解法硝酸消解法硝酸—高氯酸消解法硝酸—硫酸消解法硫酸—磷酸消解法硫酸—高锰酸钾消解法多元消解法碱分解法（一）湿式消解法

1.硝酸消解法

对于较清洁的水样，可用硝酸消解。

2.硝酸-高氯酸消解法

两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难氧化有机物的水样。

3.硝酸-硫酸消解法

两种酸都有较强的氧化能力，其中硝酸沸点低，而硫酸沸点高，二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。常用的硝酸与硫酸的比例为5∶2。

4.硫酸-磷酸消解法两种酸的沸点都比较高，其中硫酸氧化性较强，磷酸能与一些金属离子如Fe3+等络合，故二者结合消解水样，有利于测定时消除Fe3+等离子的干扰。

5.硫酸-高锰酸钾消解法

该方法常用于消解测定汞的水样。高锰酸钾是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下都可以氧化有机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还可继续氧化。

6.多元消解法

为提高消解效果，在某些情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系。例如，处理测总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。7.碱分解法当用酸体系消解水样造成易挥发组分损失时，可改用碱分解法，即在水样中加入氢氧化钠和过氧化氢溶液，或者氨水和过氧化氢溶液，加热煮沸至近干，用水或稀碱溶液温热溶解。

（二）干灰化法

又称高温分解法。其处理过程是：取适量水样于白瓷或石英蒸发皿中，置于水浴上或用红外灯蒸干，移入马福炉内，于450～550℃灼烧到残渣呈灰白色，使有机物完全分解除去。取出蒸发皿，冷却，用适量2%HNO3（或HCl）溶解样品灰分，过滤，滤液定容后供测定。本方法不适用于处理测定易挥发组分（如砷、汞、镉、硒、锡等）的水样。

4.2

富集与分离

（ConcentrationandSeparation）

富集

富集是分离的一种，即从大量试样中搜集欲测定的少量物质至一较小体积中，从而提高其浓度至其测定下限之上。分离分离是将欲测组分从试样中单独析出，或将几个组分一个一个地分开，或者根据各组分的共同性质分成若干组。富集与分离

气提、顶空和蒸馏法萃取法吸附法离子交换法共沉淀法(一)气提、顶空和蒸馏法

1.气提法

该方法基于把惰性气体通入调制好的水样中，将欲测组分吹出，直接送入仪器测定，或导入吸收液吸收富集后再测定。测定硫化物的吹气分离装置示意图2.顶空法

该方法常用于测定挥发性有机物（VOCs）水样的预处理。例如，测定水样中的挥发性有机物（VOCs）或挥发性无机物（VICs）时，先在密闭的容器中装入水样，容器上部留存一定空间，再将容器置于恒温水浴中，经一定时间，容器内的气液两相达到平衡。取气相样品测定其浓度即可得到水样中的浓度。3.蒸馏法

蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方法，分为常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸汽蒸馏、分馏法等。

挥发酚和氰化物蒸馏装置示意图

氟化物水蒸气蒸馏装置示意图(二)萃取法1.溶剂萃取法

溶剂萃取法是基于物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同，进行组分的分离和富集。2.固相萃取法(SPE)

萃取剂是固体，其原理：水样中欲测组分与共存干扰组分在固相萃取剂上作用力强弱不同，使它们彼此分离。固相萃取剂是含C18或C8、腈基、氨基等基团的特殊填料。

膜片型固相萃取剂萃取装置示意图上筛板下筛板柱体

吸附剂SPE装置分为柱型和盘型两种（三）吸附法

吸附法是利用多孔性的固体吸附剂将水样中一种或数种组分吸附于表面，再用适宜溶剂、加热或吹气等方法将欲测组分解吸，达到分离和富集的目的。

（四）离子交换法

该方法是利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。广泛应用的是有机离子交换剂，即离子交换树脂。

操作程序物理吸附化学吸附

按照吸附机理分类交换柱的制备交换洗脱树脂（五）共沉淀法：富集痕量组分

1.利用吸附作用的共沉淀分离共沉淀法系指溶液中一种难溶化合物在形成沉淀（载体）过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的现象。

2.利用生成混晶的共沉淀分离