气相色谱法(样品前处理)-研究生课程(第二周).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,色谱分析样品处理,2015.3,研究生课程,1,、样品处理的必要性和重要性,2,、样品采集方法,3,、常用样品制备技术,数据处理,采样及前处理,分析过程,采样及前处理、分析过程和数据处理三个过程所占的时间份额,新技术,前处理,分析过程,样品前处理的地位和方法,2.1,样品采集前的准备,确定样品采集前要考虑以下,6,方面的问题和影响因素：,采样区域和采样点的确定,样品种类,样品的大致浓度范围,基体的种类及其均匀程度,所用分析方法的特殊要求,采样时应根据不同样品选择采样器皿,环境样品必须能够反映污染物对环境污染和生态影响的真实情况，即采集的样品要具有代表性。采样之前要根据样品测试的总体要求选定采样区域，综合考虑采样区域的历史演变、地理情况、气候特点、环境生态特征、工农业发展状况、污染历史、特定污染物排放情况等因素。,采样区域和采样点的确定,样品种类,气体：,大气中的微量气体成分、气溶胶、大气颗粒物、挥发性金属化合物等,液体：,各种水体、饮料、酒类、奶类、酱油、醋、汽油、洗涤剂和食用油等,固体：,土壤、沉积物、矿物质、与人类活动有关的食物和废弃物等,生物样品：,广泛的陆生及水生动植物,基体的种类及其均匀程度,非均匀质的环境样品：选择合适的具有代表性的地点，有条件的要使用卫星定位系统，准确确定采样地点的经纬度，以便下次或多次重复采样或长期观察。,组成较为稳定的监测体系：定期采样,不定期排放的污染源：则应区分排放期和非排放期,河水样品：丰水期，枯水期和平水期,生物样品：根据不同的样品分析要求确定采样所用的容器、时间、频度和体积,2.2,样品采集的原则,采样是分析过程的第一步，采样方法的正确与否直接影响测定结果的准确度和精确度。,采样遵循的基本原则是：,（,1,）采集的样品必须具有代表性。,在时间上要求适时的采集样品；,在空间上要求在最合适的地方和部位采集样品。,（,2,）采样方法要与分析目的一致。,采样的一般方法,（,1,）随机抽样：均衡地、不加选择地从全部产品的各个部分取样。但随机随意，而是要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。,（,2,）代表性抽样：可按不同生产日期、也可在流水线上按一定的时间间隔抽样、按分析的目的取样等。,总之要根据测定的目的而定采样方法。,2.3,水样的采集方法,水样的采集,水样的预处理,水样的贮存,天然水与生活饮水,采集井水或自来水,应放水数分钟，使保留于水管中的杂质流出后再收集。,江河湖水库等表面水,距岸边,1,2m,，,将采样瓶浸入水中，瓶口位于水面下20,50,cm,打开瓶塞，水进入瓶中。深层取水必须用特制的深水采样器。,生活污水和工业废水,瞬间水样可隔一定时间采集后立即分析（成分不断变化）,间隔式等量取样（流量恒定）可隔一定时间每次取等量水样混匀,平均比例取样（流量不同）,v,大则取样体积大,v,小则取样体积小,单独取样,(,分布不均如悬浮物油,),采样点设在排污总口或废水出口,水样,水样的采集,采样的原则,:,1.,采集的水样，必须具有,代表性,，能真实反映水质状况。,2.,在实验室分析之前水样中待测成分,保持,不变,。,水样的采集,盛装水样容器的选择原则,可用硼硅玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶或桶，必须能用塞或盖紧紧密封。具体要求：,1,容器不能是新的污染源。从塑料可溶出增塑剂、未聚合的单体等，而玻璃器皿可溶出硼、硅、钙、镁等。所以测金属的水样多选用聚乙烯塑料瓶。测有机物的水样一般只能用玻璃瓶。,2.,容器壁不应吸收或吸附某些待测组分。,3,容器不应与待测组分发生反应。例如氟化物与玻璃。,水样的采集,采样体积,取决于所分析项目的多少以及选用的测定方法。分析常规水质项目，只需要,3,5,升水样。取样量应能满足欲测项目的需要，还要留有余地。,水样的预处理与贮存,水样的保存,水样从采集到分析这段时间里，由于物理的、化学的或生物的作用会发生不同程度的变化，必须采取相应的保存方法，努力将这些改变降到最小限度。,有些组分可迅速改变，如游离余氯、,pH,值、水温和溶解性气体等最好在现场采样后立即定。,目前水样保存的方法只限于冷藏（冷冻）和加入化学保存剂。,1,冷藏：,水样采集后放在暗处约,4,保存，,可抑制微生物活动，并减缓物理与化学变,化的速率。,2,加入化学保存剂：,加入某种化学剂以稳定水样中的一些待测组分，应注意空白值的校正。因酸化后的水样可将容器中微量金属和悬浮微粒中金属的溶出。,水样的预处理与贮存,可以了解水环境污染现状，追溯水环境的污染历史，研究污染物的沉积、迁移、转化规律和对水生生物特别是底栖生物的影响，并对评价水体质量，预测水体变化趋势和沉积污染物对水体的潜在危险提供依据。,样品采集,1,、断面设置,(cross section setting),：,设置原则与水质监测断面相同，其位置应尽可能与水质监测断面相重合。,样品采集,3,、采样量：视监测项目、目的而定，一般为,12kg,。,4,、采样方法,(Sampling process),：,采集表层底质样品一般采用挖式,(,抓式,),采样器或锥式采样器。前者适用于采样量较大的情况，后者适用于采样量少的情况。管式泥芯采样器用于采集柱状样品，以供监测底质中污染物质的垂直分布情况。,样品采集,浅水底质采集方法：用长柄塑料勺或金属勺直接采集表层底质。,样品采集,较深水体底质采样方法：将沉积物采样器至于,9m,深的水下一年，收集沉积物等。或用掘式采泥器,2,、筛分,脱水干燥后的样品置于硬质白纸板上，用玻璃棒压散，剔除砾石及动植物残体，过,0.84mm,（,20,目）筛，四分法缩量至所需量，玛瑙研钵或碎样机研磨至全部样品过,0.177mm-0.074mm,（,80-200,目）筛，装入棕色广口瓶中，贴上标签，冷冻保存备用。,注意：测金属元素试样，用尼龙材质网筛；测有机物试样，用铜材质网筛；测汞、砷等易挥发元素及低价铁、硫化物等时，不能用碎样机粉碎，且仅通过,0.177mm,筛孔。,动力采样法：污染浓度低或者连续采样，常用溶液吸收法或填充柱吸附法,直接采样法：污染严重，检测灵敏度高,2.5,大气样品的采集方法,室内空气污染物样品采集,室内空气污染物主要成分为甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等容易挥发的有毒化合物,采集方法,1.,可以长时间连续采样；,2.,采集效率高；,3.,比较稳定；,4.,适于各种场合包括现场采样,大气中痕量有机污染物采样,PUF/SPMD,Stainless steel dome,Air circulation,Sample chamber,一种大气被动采样器结构图,PUF,被动采样体积的计算,经验：,3-4(3.5)m,3,/day,根据污染物,Koa,：,加标损失率校正法,log,K,PSM-A,=,PUF,(0.6366 log,K,oa-3.1774),空气样品采集的一般信息,采样计划,（事前调查、点设置、天气判断,）,采集记录,样品信息（名称、采集量、样品状况）,采样人信息（负责人、操作人、管理者）,时间地点信息（,GPS,、海拔、周围建筑、,）,天气情况（天气、温度、湿度、气压,）,设备、器具（参数、运行情况、材料,）,旅行空白、重复样品、穿透实验,运输记录,废气二恶英采样程序,现场调查,组装烟气,采样装置,树脂柱充填,采样器清洗,准备滤筒和,吸收溶液,运行状况,烟气参数,测孔条件,确定等速采样条件，,测量烟气温度、组分、含水量、动压、静压以及,CO,和,O,2,含量等参数；,采集样品,拆卸采样装置并包装样品,实验室准备,检漏，设定等速采样条件,样品运输和保存,常用样品制备技术,不同的分析对象和分析目的，有其各自相应的样品制备方法。,样品制,备,无机组分,有机组分,不破坏基体,破坏基体,提,取,净 化,衍生,浓缩富集,不破坏基体,稀释法,浸取法,乳化法,悬浮液法,用合适的稀释剂对样品进行稀释后直接测定，适合基体组成比较简单、易溶于水或有机溶剂的一类样品,使用选择性浸取剂将样品中感兴趣的某一或某些元素（元素的某种形态）提取出来进行分析。,先用有机溶剂溶解油脂类样品，再加入乳化剂制成乳化液，直接测定。,将固体制成悬浮液，直接进行测定。主要用于基体复杂和难以消解的样品。,破坏基体,碱熔,法,干灰化法,湿消解法,微波消解法,燃烧法,样品在充有常压或高压氧的密闭容器燃烧，然后被吸收液吸收，进行测定。,在一定气氛和温度范围内加热，灼烧破坏有机物和样品，将残留的矿物质灰分溶解在合适的稀酸中测定,用适当的酸或混酸分解样品，使被测元素形成可溶性盐，然后进行测定。,将样品放置在微波炉内特制的溶样罐中，利用微波辐射加热分解样品，按严格的程序控制溶样过程。,样品消解法,用碱熔剂与样品混合，在高温下熔融分解样品，然后用合适的酸（有时要加入络合剂）溶解样品。,干 灰 化 法,湿 消 解 法,微波消解法的优点,1,加热快、升温高，消解能力强，大大缩短了溶样时间,：消解各类样品可在几分钟,二十几分钟内完成，比电热板消解速度快,10-100,倍。,2.,消耗酸溶剂少，空白值低,：消解一个样品一般只需,8,15ml,的酸溶液，只有传统方法用酸量的几分之一。因为密闭消解酸不会挥发损失，不必为保持酸的体积而继续加酸，节省了试剂，也大大降低了分析空白值,减少了试剂带入的杂质元素的干扰，空白值明显减小了。,3.,避免了挥发损失和样品的沾污，提高了分析的准确度和精密度，回收率较高。,4.,降低了劳动强度，改善了工作环境。,5.,节省电的消耗，降低分析成本。,提取,浸,提,震荡提,取,索氏提,取,超声提,取,匀浆提,取,超,临界提,取,将样品和,23,倍样品体积的溶剂加入匀浆杯中，通过高速搅拌和匀浆,进行提取。,将样品和适量溶剂加入具塞锥形瓶中震荡，进行提取。,使用索氏提取器进行提取。,利用超声波使分子运动加快，加快待测组分的脱附和溶解。,使用选择性浸取剂将样品中感兴趣的某一或某些成分提取出来进行分析。,用超临界流体（最常用的是,CO,2,）作为萃取剂，从基体中把所需要的组分分离提取出来。,超声提取的特点,超声提取技术是利用,超声波,特殊的,强纵向振动,，,高速冲击破碎,，空化效应，搅拌及加热等物理性能，破坏提取物细胞结构，使溶媒能渗入细胞内部，从而加速有效成份的溶解，提高有效成份的提出率，实验对比分析证明超声提取可大大缩短提取时间，提高提取率。,超声波清洗机：可以用来清洗眼镜、珠宝首饰、家居饰品、医疗器械等。,净化,液液萃取,蒸馏,固相萃取,离心分离,化学分离,原理与一般的开放色谱无原则性的区别。,利用组分的化学性质进行分离。例如沉淀分离法；掩蔽法,磺化法和皂化法除去油脂,利用待测组分与样品基质在互不相容的两项中溶解性差异而进行净化的方法。,利用液体混合物中各组分的沸点不同进行分离、纯化和浓缩。,利用各组分比重的不同进行,分离、纯化和浓缩。,萃取分液装置,净化柱子,采用硅胶、氧化铝、活性炭等吸附剂，填入到玻璃柱中，将提取浓缩后的样品加入后，通过淋入不同的溶剂，将目标化合物淋洗出来，最终浓缩进机分析。,