环境监测--第3章--水体监测.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,*,1,环境监测,第三章 水体监测,2,第五节,主要水环境检测项目的分析测定,一、,物理性质的测定,二、,金属化合物的测定,（,Cr,）,三、,非金属无机化合物的测定,四、,有机化合物的测定,五、,生物学指标的测定,六、,低质样品中污染物的测定,七、,活性污泥性质的测定,3,一、物理性质的测定,(,一,),水温,(,二,),色度,(,三,),残渣（水中固体）,(,四,),浊度,(,五,),电导率,4,意义：,水中溶解性气体,(,如,O,2,、,CO,2,等,),的溶解度、水生生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度及盐度、,pH,值等都受水温变化的影响。,影响因素：,水的温度因水源不同而有很大差异。,地下水温度稳定，,812,；,地面水温变化较大，,030,；,工业废水温度因生产条件差别更大。,测定要求：,水温测量应在现场进行。,常用仪器：,水温计、深水温度计、颠倒温度计、,热敏电阻温度计。,（一）水温,5,1、水温计法：,插入一定深度，放置5分钟，迅速提出并读数。测量范围：,6,41,。用于表层水温度的测量。,2,、深水温度计法：,用于水深,40m,以内,的水温测定，方法同上。测量范围：,240,。,（一）水温,6,3,、颠倒温度计法：,用于水深,大于,40m,的水温测定，颠倒温度计上装有主温表和辅温表。,主温表用于观测水温，测量范围,-235,；,辅温表用于观测气温，测量范围,-2050,，以校正主温表读数因环境温度改变而引起的变化。,测量时，感温,7-10,分钟，提出立即读数，根据主、辅温计的读数，分别查主、辅温计的器差表得到相应的校正值。,主温计经器差校正后的读数,T,加还原校正值,K,，即为实际温度。,实际温度,=,T,+,K,（一）水温,7,4,、热敏电阻温度计法,适用于表层和深层水温的测定。,将探头插入水中预定深度，感温,1 min,，读数，取出。,（一）水温,8,a,、测定意义,（,1,）颜色的分类,表色,未除去悬浮物的颜色,真色,除去悬浮物的颜色,（,2,）应测,“,真色,”,b,、测定方法,（,1,）铂钴标准比色法,清洁水、轻度污染略带,黄色色调,（,2,）稀释倍数法,污染较重、工业废水,（,3,）分光光度法,各种水样,pH,对颜色有较大的影响，在测定颜色时应同时测定,pH,（二）色度,9,1、铂钴标准比色法,用,氯铂酸钾,（,K,2,PtCl,6,，分子量,486,）与,氯化钴,（,CoCl,2,6,H,2,O,，分子量,238,）配成标准色列。,规定：,1,L,水中含,1,mg,铂,和,0.5,mg,钴,所具有的颜色定为1度。,方法：,待测水样与标准色列进行目视比色确定水样的色度。,适用范围：,较清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水。不适用受工业废水严重污染的水体。,（二）色度,10,1、铂钴标准比色法,注意：,如果水样中有泥土或其他分散很细的悬浮物，,则应放置,澄清,，也可用,离心法,或用孔径,0.45um,滤膜过滤,祛除悬浮物，但,不能用滤纸过滤,。,用澄清、离心等方法处理仍不透明时，则测定的是“表色”。,（二）色度,11,测定步骤：,1.2456g,氯铂酸钾（相当于,500mg,的铂）,1.0009g,氯化钴（相当于,250mg,的钴）,约,100ml,水,+100ml,盐酸,定容至,1000ml,此溶液色度为,500,度（密封保存暗处）,溶解,1、铂钴标准比色法,（二）色度,配制铂钴标准液：,12,向一组,50ml,比色管中依次加入以上标准液，稀释至标线，混匀，即得不同色度。对应关系如下：,ml,：,0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50,度：,0 5 10 15 20 25 30 35 40 45,1、铂钴标准比色法,（二）色度,测定步骤：,标准色列的配制：,13,将水样装入,50ml,同样的比色管中，在白纸上与标准色列目视比较，目光自管口垂直向下观察，相同颜色即为色度。,1、铂钴标准比色法,（二）色度,测定步骤：,比色：,14,15,测定步骤,:,a.,测定时，首先用,文字描述水样颜色,的种类和深浅程度，如深蓝色，棕黄色，暗黑色等。,b.,然后取一定量水样，用蒸馏水稀释到刚好看不到颜色，根据稀释倍数表示该水样的色度。,2,、稀释倍数法,（二）色度,16,特点：,比颜色描述法优越；,因人辨色力的差异和主观因素影响较大。,注意：,所取水样应,无,树叶、枯枝等,杂物,；,取样后尽快测定；,或于,4,保存并在,48,小时内测定。,2,、稀释倍数法,（二）色度,17,求出：三激励值,色 调,以主波长表示,亮 度,以明度表示,饱和度,以纯度表示,用主波长、色调、明度和纯度表示水样颜色。,3,、分光光度法,（二）色度,18,残渣是表征水中,溶解性物质,和,不溶性物质,含量的指标。,定义：水蒸发后，残余物质称为残渣。,分类：,1,、总残渣（总固体）,2,、总可滤残渣（溶解固体）,3,、总不可滤残渣（悬浮固体,SS,）,（重点实验）,（三）残渣（水中固体）,19,（三）残渣（水中固体）,是水和废水在一定的温度下蒸发、烘干后剩余的物质，包括总可滤残渣和总不可滤残渣。,1、总残渣,20,适量（50,ml）,振荡均匀水样,恒重的蒸发皿,蒸干,蒸汽浴或水浴,103-105烘至恒重,增加的重量即为总残渣,（三）残渣（水中固体）,测定方法：,1、总残渣,21,式中：,m,A,总残渣和蒸发皿的质量，,g,m,B,蒸发皿的质量，,g,V,水样体积，,mL,（三）残渣（水中固体）,1、总残渣,22,是指将过滤后的水样放在称至恒重的蒸发皿内蒸干，再在一定温度下烘至恒重所增加的重量。,（三）残渣（水中固体）,2,、总可滤残渣,23,适量水样,0.45,m,滤膜,中速定量滤纸,过滤,恒重的蒸发皿,蒸干,蒸汽浴或水浴,103-105烘至恒重,增加的重量即为总残渣,（三）残渣（水中固体）,测定方法：,2,、总可滤残渣,24,式中：,m,A,总可滤残渣和蒸发皿的质量，,g,m,B,蒸发皿的质量，,g,V,水样体积，,mL,（三）残渣（水中固体）,2,、总可滤残渣,25,水样经过过滤后留在过滤器上的固体物质，于103-105,烘至恒重得到的物质量。,（三）残渣（水中固体）,3,、总不可滤残渣（悬浮物,SS）,26,测定方法：,滤膜称量瓶恒重,水样滤膜过滤,将,0.45,m,滤膜或中速定量滤纸在敞口称量瓶中，于103-105,烘干,2h,至恒重，冷却密封称重,m,B,。,蒸馏水洗涤,3-5,次,滤膜放入原称量瓶，烘干恒重,103-105烘箱中敞口烘干,2h,至恒重，冷却密封称重,m,A,。,（三）残渣（水中固体）,3,、总不可滤残渣（悬浮物,SS）,27,浊度计,浊度,表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。,水体混浊现象,是由水中存在的悬浮物质如泥砂、胶体物、有机物、浮游生物、微生物等所造成。,浊度的大小,不仅与水体中的颗粒物有关，而且与其颗粒大小、形状和表面积有关。,（四）浊度,28,浊度和色度比较：,相同点：,都是水的光学性质；,不同点：,色度是由于水中的溶解物质所引起；,浊度是因水中不溶解物质引起的。,色度很高，并不一定浑浊，反之亦然。,测定方法：,1,、目视比浊法,2,、分光光度法,3,、浊度计法,（四）浊度,29,适用范围：,饮用水、水源水等低浊度水，最低检测限为1度。,若超过100度，稀释测定乘上稀释倍数。,规定：,1,浊度,（,JTU,）,1mg,硅藻土,/1L,蒸馏水,的浊度,（烛光浊度单位）,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,30,测定原理：,配制标准系列,水样与标准液目视比较,确定水样浊度值,用不同量标准浊度液配制,将同体积水样,(100mL,比色管,),与标准液在,黑色底板,上进行目视比较,与待测水样透光度相同的标准液的浊度,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,31,测定方法：,（,1,）配制浊度原液,10g,通过,0.1mm,筛孔（,150,目）硅藻土,研细、加水,1L,（量筒）,搅拌、静置,24h,取上层,800mL,，加水至,1L,（量筒）,搅拌、静置,24h,弃去上层,800mL,，剩余下部沉积物,1L,浊度原液,（搅匀，贮于具塞玻璃瓶）,加水,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,32,（,2,）计算浊度原液浓度,浊度原液,50mL,恒重蒸发皿,水浴蒸干,烘箱,105,烘干,2h,干燥器中冷却,30min,烘,1h,，冷却，称量至恒重,求出每,mL,原液中硅藻土含量,(mg),称重,测定方法：,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,33,（,3,）配制,250,度的标液,含,250mg,硅藻土的原液,1L,容量瓶,加,10mL,甲醛溶液,加水至标线,浊度为,250,度的标准溶液,摇匀,测定方法：,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,34,（,4,）配制,100,度的标液,250,度标液,100mL,250mL,容量瓶,加水至标线,浊度为,100,度的标准溶液,摇匀,测定方法：,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,35,（,5,）浊度低于,10,度的水样的测定,向一组,100ml,具塞比色管中依次加入浊度为,100,度的标准溶液，加水至标线，混匀，即得不同浊度的标准溶液。对应关系如下：,ml,：,0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0,度：,0,1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0,取,100mL,摇匀水样于,100ml,具塞比色管中，在黑色底板上与上述标液对比，确定浊度值。,测定方法：,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,36,（,6,）浊度为,10,度以上的水样的测定,向一组,250ml,容量瓶中依次加入浊度为,250,度的标准溶液，加水至标线，混匀，即得不同浊度的标准溶液，移入,250mL,具塞玻璃瓶。对应关系如下：,ml,：,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,度：,0,10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,取,250mL,摇匀水样于,250ml,具塞玻璃瓶中，在瓶后放一有黑线的白纸，由前向后观察确定浊度值。,测定方法：,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,37,（,7,）浊度超过,100,度时，用水稀释后测定,计算：,式中：,A,稀释后水样的浊度，度,V,0,无浊度稀释水体积，,mL,V,原水样体积，,mL,测定方法：,（四）浊度,1,、目视比浊法（实验）,38,原理：,规定：,1L,溶液中含有,1.25mg,硫酸肼,N,2,H,4,H,2,SO,4,和,12.5mg,六亚甲基四胺,(CH,2,),6,N,4,为,1,度,(NTU),。,NTU,（散射浊度单位）,（四）浊度,2,、分光光度法,39,原理：,硫酸肼,六次甲基四胺,反应,白色高分子聚合物,配制标准浊度溶液,测吸光度,分光光度计、,680nm,波长,吸光度比较，得其浊度,水样,（四）浊度,2,、分光光度法,40,浊度为,400,度,(NTU),的贮备液,测定方法：,（,1,）配制浊度,400,度,(NTU),的贮备液,10mg/mL,硫酸肼,(N,2,H,4,)H,2,SO,4,溶液,5.00mL,100mg/mL,六亚甲基四胺,(CH,2,),6,N,4,溶液,5.00mL,100mL,容量瓶,混匀、反应，冷却后稀释至刻度,253,、,24h,（四）浊度,2,、分光光度法,肼：,500 mg/L,胺：,5000 mg/L,是每升,1.25mg,肼和,12.5mg,胺的,400,倍，即,400,度。,41,（,2,）用贮备液配制系列浊度标准溶液,浊度范围视水样浊度大小决定。,（,3,）绘制标准曲线,用分光光度计于,680nm,波长处，以无浊度水作参比，测定浊度标准溶液吸光度，绘制曲线。,测定方法：,（四）浊度,2,、分光光度法,42,（,4,）测水样浊度,摇匀水样，按同样方法测其吸光度，并由标准曲线上查得相应浊度。,测定方法：,（四）浊度,2,、分光光度法,43,依据浑浊液对光进行,散射,和,透射,的原理制成的测定水体浊度的专用仪器。,一般用于水体的,连续自动,测定。,（四）浊度,3,、浊度计测定法,44,用途：,常用于推测水中各种离子总浓度或含盐量。,是水体被无机盐污染情况的水质指标之一。,单位：,微西门子,/,厘米（,S/cm,）,理论：,水的纯度不同，其电导率值也不相同。,水的电导率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。当它们的浓度较低时，电导率随浓度的增大而增加，因此，该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。,在线电导率分析仪,（五）电导率,45,二、金属化合物的测定,内容：,（,1,）掌握采用,分光光度法,测定水体中有害金属,铬,的方法；,（,2,）了解水体中主要的有害金属：,汞、镉、铅、铜、锌、砷,重金属的主要测定方法：分光光度法、原子吸收法、阳极溶出伏安法。,46,有毒有害物质：,定义,水中的有毒有害物质是指能够直接或间接对人和生物体构成危害，甚至危及生命的物质。,分类,化学性有毒有害物质,:,金属、非金属和有机有毒有害物质,物理性有毒有害物质,:,生物性有毒有害物质,:,各种细菌、病毒、寄生虫等病原微生物,放射性物质,47,金属元素种类：,有些金属元素是人体,健康必须的,常量元素和微量元素，有些是,有害,于人体健康的，如汞、镉、铬、铅、铜、锌、镍、钡、钒、砷等。受,“,三废,”,污染的水中有害金属化合物的含量往往明显增加。,危害：,有害金属侵入人的肌体后，将会使某些,酶失去活性,而出现不同程度的中毒症状。其毒性大小与金属种类、理化性质、浓度及存在价态和形态有关。,有毒有害金属元素：,48,测定方法：,分光光度法,原子吸收分光光度法,阳极溶出伏安法,容量法,有毒有害金属元素：,49,元素的性质和浓度,自身性质决定毒性强度，存在浓度,生物效应关系。,元素的存在形态,金属有机化合物毒性高于相应无机金属化合物。,元素存在的价态,同一元素的价态不同，其毒性差别很大。,Cr,6+,/Cr,3+,元素化合物的水溶性,溶解性金属化合物易于被生物吸收利用，毒性增大。,金属元素,毒性的影响因素,：,50,价态：,铬化合物的常见价态有,Cr(),和,Cr(),，受水温、,pH,值、氧化还原物质、有机物等因素的影响，二者之间可以互相转化。,毒性：,与其存在价态有关。,污染源：,主要来自铬矿石加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染、照相材料等行业的废水。铬是水质污染控制的一项重要指标。,（一）铬,Cr,51,测定方法：,二苯碳酰二肼分光光度法,硫酸亚铁铵滴定法,火焰原子吸收分光光度法,极谱法,气相色谱法,化学发光法,（一）铬,Cr,铬主要测定方法的比较,方法名称,原 理,特点,适用范围,高锰酸钾氧化,二苯碳酰二肼分光光度法,（总铬）,二苯碳酰二肼分光光度法,（六价铬）,硫酸亚铁铵滴定法,（总铬）,火焰原子吸收分光光度法,Cr(,),Cr(),酸性溶液，,KMnO,4,氧化,Cr()+,肼,紫红色化合物,于波长540,nm,处进行分光光度测定,简便可靠,地面水和工业废水范围0.004-1.0,mg/L,Cr()+,肼,紫红色化合物,于波长540,nm,处进行分光光度测定,酸性溶液,简便可靠专一,同上,简便易行,水和废水中高浓度总铬，适用于大于1,mg/L,的水样,Cr(,),Cr(),酸性，银盐,cat,，过硫酸铵氧化,硫酸亚铁铵标液滴定，至亮绿色；,根据标液的浓度和用量，计算出铬含量。,将试样吸入空气-乙炔火焰中，在357.9,nm,处测定其吸光度。,快速准确,低浓度,0.3-10,mg/L,（一）铬,Cr,53,方法：,二苯碳酰二肼分光光度法；,检测范围：,0.004-1 mg/L,；,使用,10mm,比色皿。,原理：,Cr()+,肼,紫红色化合物,于波长540,nm,处进行分光光度测定；,吸光度与浓度的关系符合比尔定律。,酸性溶液,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,54,测定步骤：,铬标准储备液的配制：,0.2829g,重铬酸钾（优级纯）,120,干燥,2h,溶解至,1L,容量瓶,稀释至标线,摇匀,储备液含,Cr(),：,0.100mg/mL,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,55,测定步骤：,铬标准使用液的配制,（,当天配制）：,5.00mL,铬标准储备液,500mL,容量瓶,稀释至标线,摇匀,标准使用液含,Cr(),：,1.00,g/mL,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,56,0.2g,二苯碳酰二肼,溶解至,50mL,丙酮,稀释至,100mL,，,2mg/mL,摇匀,溶液贮于棕色瓶，冷藏,加水,颜色变深不能使用,测定步骤：,二苯碳酰二肼溶液的配制：,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,57,测定步骤：,水样预处理：,a.,对于清洁水样,直接测定,b.,对于色度不大的水样,可用以丙酮代替显色剂的空白水样作参比测定,c.,对于浑浊、色度较深的水样,以氢氧化锌做共沉淀剂，调节溶液,pH,至,89,，此时,Cr,3+,、,Fe,3+,、,Cu,2+,均形成沉淀被过滤除去,d.,存在亚硫酸盐、二价铁等还原性物质和次氯酸盐等氧化性物质的水样,采取相应消除干扰措施,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,58,绘校准曲线：吸光度为纵坐标，六价铬含量为横坐标,测定步骤：,校准曲线的绘制：,9,支,50mL,比色管，加入不同量铬标准使用液，稀释至标线,mL,：,0,、,0.20,、,0.50,、,1.00,、,2.00,、,4.00,、,6.00,、,8.00,、,10.00,加入（,1:1,）硫酸,0.5mL,、（,1:1,）磷酸,0.5mL,加入,2mL,显色剂溶液,摇匀,510min,后，于,540nm,波长处测吸光度,（用,1cm,或,3cm,比色皿，以水作参比，并做空白校正）,摇匀,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,59,测定步骤：,水样测定：,适量水样,50mL,比色管，水稀释至标线,同上方法测定其吸光度,空白校正其吸光度,校准曲线上查得,Cr(),含量,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,60,式中：,m,从校准曲线上查得的六价铬质量，,g,V,水样体积，,mL,。,测定步骤：,计算：,（一）铬,Cr,1,、,Cr(),的测定（实验）,61,注意：,清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定；,水样中含大量有机物时，用硝酸硫酸消解。,Cr(,),Cr(),酸性溶液，,KMnO,4,氧化,Cr()+,肼,紫红色化合物,于波长540,nm,处进行分光光度测定,高锰酸钾氧化,-,二苯碳酰二肼分光光度法：,过量,KMnO,4,用,NaNO,2,分解,过量,NaNO,2,用尿素分解,（一）铬,Cr,2,、总,Cr,的测定,62,硫酸亚铁铵滴定法,：,Cr(),Cr(),酸性，银盐,cat,，过量的过硫酸铵氧化,硫酸亚铁铵标液滴定，至亮绿色；,根据标液的浓度和用量，计算出铬含量。,适用范围：总铬浓度大于,1 mg/L,的废水。,除去过量的过硫酸铵,反应中产生的氯气,加少量,NaCl,、煮沸,指示剂：苯基代邻氨基苯甲酸,（一）铬,Cr,2,、总,Cr,的测定,63,汞及其化合物有强烈毒性，易被吸收和蓄积。,水体中的无机汞可转变为有机汞，有机汞的毒性更大。有机汞通过食物链进入人体，引起全身中毒。,天然水中含汞量少于,0.1g/L,。我国饮用水标准为,0.001 mg/L,。,仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、军工等工业废水中的汞是水体中汞污染的来源。,冷原子吸收法（检测下限：,.05,g/L,）,应用较广泛,冷原子荧光法（检测下限：,.05,g/L,）,双硫腙分光光度法（检测下限：,2,g/L,）,（二）汞,Hg,64,水样的保存与处理：,采样时，每采集,1L,水样应立即加入硫酸或硝酸，使水样,pH,值低于或等于,1,。若取样后不能立即进行测定，向每升样品中加入,5,高锰酸钾溶液,4ml,，必要时多加一些，使其呈现持久的淡红色。样品储存于硼硅玻璃瓶中，废水样品应加酸至,1,。,65,1、冷原子吸收法分光光度法,该方法适用于各种水体中汞的测定，其最低检测浓度为0.1-0.5,g/L,汞。,（,1,）方法原理：,汞原子蒸汽对波长为253.7,nm,的紫外光有选择性吸收，在一定浓度范围内，吸光度与汞浓度成正比。水样经消解后，将各种形态的汞转变成二价汞，再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞，用载气（,N,2,或干燥清洁的空气）将产生的汞蒸汽带入测汞仪的吸收池测定吸光度，与汞标准溶液吸光度进行比较定量。,66,67,（,2,）测定要点：,A.,水样预处理：,硫酸-硝酸介质中，加入高锰酸钾和过硫酸钾消解水样，使水中汞全部转化为二价汞，过剩氧化剂用盐酸羟胺溶液还原。,B.,绘制标准曲线：,配制系列汞标准溶液，吸取适量汞标准液于还原瓶内，加入氯化亚锡溶液，迅速通入载气，测定吸光度，绘制标准曲线。,C.,水样的测定：,取适量处理好的水样于还原瓶内，按照标准溶液测定 方法测其吸光度，经空白校正后，从标准曲线上查得汞浓度，再乘以样品的稀释倍数，即得水样中汞浓度。,68,（,3,）具体测定过程：,A.,标准溶液的配制：,制备各种重金属标准溶液推荐使用光谱纯试剂；用于消化的各种酸应选用高纯或光谱纯；稀释用水为蒸馏去离子水。使用浓度低于0.1,mg/mL,的标准溶液时，应于临用前配制或稀释。,B.,试样制备：,取一定水样于锥形瓶中，加入硫酸、硝酸、高锰酸钾和过硫酸钾溶液，置于沸水浴中近沸状态下保温1小时，维持红色不变，冷却。临近测定时滴加盐酸羟胺溶液，直到刚好使过剩的高锰酸钾褪色。转入100,mL,容量瓶，用稀释液（0.02%重铬酸钾的稀硫酸溶液）稀至刻度。也可在酸性介质中用溴酸钾,溴化钾混合试剂在20以上室温消化水样。,69,C.,标准曲线的绘制：,用,HgCl,配制含汞0.1,g/mL,标准使用液。取8个100,mL,容量瓶，分别吸取含汞0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40,g,的标准使用液于容量瓶中，补加固定液（0.05%重铬酸钾和5%硝酸溶液）至4,mL,用稀释液定容。然后按试样测定步骤进行测定。以相应标准溶液的汞浓度为横坐标，经过空白校正的各测量值为纵坐标，绘制标准曲线。,70,D.,试样的测定：,将处理好的水样移入100,mL,容量瓶中，定容。取10,mL,试样于还原瓶中，加入1,mL20%,氯化亚锡溶液，迅速插入吹气头，将三通阀旋至进样端，使载气通入汞还原器，记下表头的最高读数或峰高。待指针或记录笔重新回零后，将三通阀旋回较零端，取出吹气头，弃去废液，用水洗汞还原器两次。根据经空白 校正测定值，从标准曲线上查出相应浓度。,71,2、冷原子荧光法,（1）原理,将水样中的汞离子用氯化亚锡还原为基态汞原子蒸气，当汞灯发射光束经过汞蒸气时，汞原子吸收253.7,nm,的紫外光，汞原子由基态激发到高能态，而当被激发的原子回到基态时，将发出荧光，在一定的测量条件下和较低的浓度范围内，荧光强度与汞浓度成正比。,通过测定荧光强度的大小，利用标准曲线则可求出水样中汞浓度。,方法最低检出浓度为0.05,g/L，,测定上限可达1,g/L,且干扰因素少,适用于地面水、生活污水和工业废水的测定。,72,73,注意：,冷原子荧光,测汞仪与,冷原子吸收,测汞仪的区别：,冷原子荧光测汞仪,使测定吸收池中的汞原子蒸气吸收特征紫外光后被激发后所发射的特征荧光（波长较紫外光长）强度，其光电倍增管必须放在与吸收池相垂直的方向上。,冷原子吸收测汞仪,是测定特征紫外光在吸收池中被汞蒸气吸收后的透射光强。,74,(1),方法原理,:,水样于95度，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变为二价汞。用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用碱溶液洗去过量的双硫腙，于485,nm,波长处测定吸光度，以标准曲线法定量。,汞的最低检出浓度为2,g/L,测定上限为40,g/L。,适用于工业废水和受汞污染的地面水的监测。,3.,双硫腙分光光度法,75,(2),注意事项,（1）在酸性条件下，干扰物主要是铜离子。在双硫腙洗脱液中加入1%,EDTA（,乙二胺二乙酸）,2,Na,溶液，至少可掩蔽300,g,铜离子的干扰。,（2）所有玻璃仪器在两次操作之间不应让其干燥，而应充满0.8,mol/L,硝酸溶液，临用前倾出硝酸溶液，再用无汞去离子水冲洗干净。,（3）氯仿在储存过程中会生成光气，影响测定。故所用氯仿应予重蒸馏精制，加乙醇作保护剂，避光避热密闭保存。,（4）鉴于汞有毒性，双硫腙汞的氯仿溶液切勿丢弃。,（5）该方法对测定条件控制要求较严格，例如，要求加盐酸羟胺不能过量；对试剂纯度要求高；有色络合物对光敏感，要求避光或在半暗室里操作等。,76,(,三,),镉,Cd,镉具有很强的毒性，可在人体内蓄积引起镉中毒。,镉中毒产生呕吐、头痛、肺气肿、肝、肾病等症状。,海水中镉浓度在,0.1,g/L,以下,，,淡水和土壤在,1g/kg,以下,。溶于水中的镉易被人体吸收，必须严格控制饮水中镉含量。我国规定,饮用水镉浓度小于,0.01mg/L,。,镉和被镉污染的人,77,测定方法：原子吸收分光光度法,双硫腙比色法,(,分光光度法,),阳极溶出伏安法,示波极谱法,镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的废水。,78,1,、原子吸收分光光度法(,AAs),可测定,Cu、Pb、Zn、Cd,等元素，测定快速，干扰少，应用范围广，可在同一试样中分别测定多种元素。测定时可采用直接吸入、萃取或离子交换富集后再吸入或石墨炉原子化等方法。,A.,原理及仪器,将含待测元素的溶液通过原子化系统喷成细雾，随载气进入火焰，并在火焰中解离成基态原子，当空心阴极灯辐射出待测元素特征波长光通过火焰时，被其吸收，在一定条件下，特征波长光强的变化与火焰中待测元素基态原子的浓度有定量关系，从而与试样中待测元素的浓度,C,有定量关系。即：,A=K,C,79,B.,定量分析方法,（1）标准曲线法,先配制一系列含待测离子的标准溶液，用原子吸收分光光度计分别测其吸光度。以对应的标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。然后在同样条件下测定待测试样的吸光度，并在标准曲线上查出相应的浓度，即为待测试样的浓度。,使用该方法应注意：,配制的标准溶液应在吸光度与浓度的线性范围内，整个分析过程中操作条件应保持不变。,80,（2）标准加入法,取若干（不少于4份）体积相同的试样溶液，从第二份开始依次递增地加入不同等份量的待测元素的标准溶液（如分别加入10,g、20 g、30 g），,然后用蒸馏水稀释至相同体积后摇匀。在相同的实验条件下依次测得各溶液的吸光度为,A,x,、A,1,、A,2,、A,3,。,以吸光度,A,为纵坐标，以加入标准溶液的量（浓度、体积、绝对含量）为横坐标，作出,A-C,曲线（不过原点），外延曲线与横坐标相交一点,Cx，,此点与原点的距离，即为所测试样溶液中，待测元素的含量。,81,C.,试样测量方法,根据水样预处理方式的不同，水样中镉的原子吸收法测量有,直接测定、萃取测定和离子交换测定,三种方法。,(1),直接吸入火焰原子吸收法测定镉（铜、铅、锌）,:,清洁水样可不经处理直接测定；污染的地面水和废水需要用硝酸或硝酸,高氯酸消化处理，并进行过滤，定容后再测定。可用标准曲线法和标准加入法进行定量。,82,(2),萃取火焰原子吸收法测定微量镉（铜、铅）：,将清洁水样或经消化处理的水样中待测金属离子在酸性介质中与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵（,APDC）,生成络合物，并用甲基异丁基甲酮（,MIBK）,或碘化钾,甲基异丁基甲酮（,KI-MIBK）,萃取生成的络合物，达到分离和富集待测金属离子的目的，然后再测定吸光度。,该法适用浓度范围：镉和铜1,50g/L,铅10,200,g/L,83,(3),离子交换火焰原子吸收法,可测定的水样最低检出浓度为：镉0.1,g/L,铜0.93,g/L,铅1.4,g/L,方法为,:,用强酸性阳离子交换树脂吸附富集镉、铜、铅，用酸吸脱，然后测定吸光度。该法适用含量低，需富集后测定的水样。,84,火焰原子化法,:,优点,:,具有操作简便，重现性好，已经成为原子化的主要方法,局限性,:,雾化效率低，达到火焰参与原子化的试液，仅为提取量的5%,15%，大部分试液通过废液管排泄掉了。另外，基态原子在火焰的原子化区停留的时间很短，大约只有10,-3,秒左右，因而限制了灵敏度的进一步提高，,火焰原子化法还不能对固体样品直接进行测定。,85,高温石墨炉原子化,:,石墨管状炉是将样品用进样器定量地注入到石墨管中去，并以石墨管作为电阻发热体，通电后使石墨迅速升温，高温（最高温度可达3400左右）石墨管使试样完全蒸发，在短暂时间内充分原子化，从而进行吸收测定。,D.,无火焰原子法,无火焰原子化方法较多，有冷原子化法、阴极溅射法、高频感应加热法和低温化学蒸气原子化法等。,目前广泛使用的是高温石墨炉原子化法。,86,石墨炉原子化方法的主要优点：,具有较高并且可调的温度；气态原子在测定区停留的时间比在火焰中长100,1000倍；液态或固体样品均可测定，而且用量极少；原子化效率高，试样利用率达100%；灵敏度高，其绝对检出极线可达10,-6,10,-14,g；,由于在充有惰性气体的气室内，并有强还原性石墨介质的条件进行原子化的，因此有利于难解离氧化物的原子化。其次，由于灰化步骤相当于化学预分离和富集，因而在某些情况下具有抗干扰的能力。,石墨炉原子化的主要缺点：,由于取样量少，试样组成的不均匀性影响较大，所以精密度不如火焰原子化法好；有时记忆效应严重。此外，石墨炉原子化法的设备复杂，价格昂贵。,石墨炉原子吸收法测定痕量镉（铜、铅）对于含量极低的水样可用该法测定。适用浓度范围为：镉0.2,2,g/L,，铜1,50,g/L,，铅1,50,g/L,。,87,2,、双硫腙分光光度法,在强碱性介质中，镉离子与双硫腙生成红色的螯合物，用三氯甲烷（氯仿）萃取分离后，于518,nm,处测其吸光度，与标准溶液比较定量。,该方法适用于,受镉污染的天然水和废水中镉的测定，测定前应对水样进行消解处理。,水样中含铅20,mg/L、,锌30,mg/L、,铜40,mg/L、,锰和铁4,mg/L，,不干扰测定，镁离子浓度达20,mg/L,时，需多加酒石酸钾钠掩蔽。,88,铅是可在人体和动物组织中积蓄的有毒重金属，铅的主要毒性效应是贫血症，神经机能失调和肾损伤。铅对水生生物的安全浓度为0.16,mg/L。,天然水中含铅量很少超过20,g/L，,但也曾发现过高达数百,g/L。,主要污染源,是蓄电池、冶金、涂料和电镀工业等部门排放的废水。同时，为了防止因饮水而发生的铅中毒，不能采用含铅高的水管。,测定方法：,广泛采用,双硫腙分光光度法,和,原子吸收分光光度法,（该法又分为直接法和萃取法两种）。也可以用,阳极溶出伏安法,和,示波极谱法,。,（四）铅,Pb,89,铅测定方法的比较,方法名称,原 理,特 点,适用范围,双硫腙分光光度法,在,PH,为8.5,9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物还原性介质中，铅与双硫腙形成可被氯仿萃取的淡红色的双硫腙铅螯合物，萃取的氯仿混色液，在510,nm,处测定吸光度，从而求出铅的含量。,灵敏度高，选择性好，结果可靠，操作复杂。,天然水和废水中微量铅。范围0.01,0.30,mg/L,直接火焰原子吸收分光光度法,将样品消解处理后，直接吸入火焰进行原子吸收光谱测定。,快速、准确,地下水，地面水和废水中微量铅，范围0.210,mg/L,螯合萃取火焰原子吸收分光光度法,吡咯烷二硫代氨基甲酸铵在,PH,为3.0时与铅离子螯合后萃入甲基异丁基甲酮中，然后直接吸入火焰进行原子吸收光谱测定。,快速、准确,地下水，地面水和废水中微量铅，范围10200,g/L,无火焰原子吸收分光光度法,采用电加热的石英管或石墨原子化器使微量样品中的铅原子化，然后进行原子吸收光谱测定。,快速简便，灵敏准确，干扰少,地下水，地面水和废水中微量铅，范围10100,g/L,90,铜是人体所必须的微量元素，缺铜会发生贫血、腹泄等病症，但过量摄入铜亦会产生危害。铜对水生生物的危害较大，有人认为铜对鱼类的毒性浓度始于,0.002mg/L,，但一般认为水体含铜,0.01mg/L,对鱼类是安全的。铜对水生生物的毒性与其形态有关，游离铜离子的毒性比络合态铜大得多。,世界范围内，淡水平均含铜,3g/L,，海水平均含铜,0.25g/L,。主要污染源是电镀、冶炼、五金加工、矿山开采、石油化工和化学工业等部门排放的废水。,铜的测定,可采用原子吸收分光光度法；二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法以及2，9-二甲基-1，10-菲啰啉（新亚铜灵萃取）分光光度法。,（五）铜,Cu,91,铜测定方法的比较,方法名称,原 理,特点,适用范围,直接火焰原子吸收分光光度法,将试液直接吸入空气-乙炔火焰中，在波长324.7,nm,处测定吸光度,快速准确，使用广泛,地下水、地面水和废水，范围在,0.05-5.0mg/L,螯合萃取-火焰原子吸收分光光度法,吡咯烷二硫代氨基钾酸铵在,PH=3.0,时，与铜离子螯合后萃入甲基异丁基甲酮中，然后直接吸入火焰进行测定。,灵敏度高,地下水和清洁地面水中低浓度的铜，范围为1,50,g/L,。,2,9-二甲基-1,10-菲啰啉（新亚铜灵萃取）分光光度法,用盐酸羟胺将二价铜离子还原为亚铜离子，在中性或微酸性溶液中，亚铜离子和新亚铜灵反应形成黄色的螯合物，用氯仿-甲醇混合液萃取，在波长457,nm,处测定吸光度。,操作简便，选择性好,地面水、生活污水和工业废水，测定范围为0.06,3.0,mg/L。,二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法,在氨性溶液中（,PH=8-10），,铜与铜试剂生成黄棕色络合物，此络合物可萃取至四氯化碳或氯仿中，在440,nm,处进行比色测定。,操作简便,地下水、地面水和工业废水，范围0.02-0.60,0mg/L,92,锌是人体必不可少的有益元素。碱性水中锌的浓度超过5,mg/L,时，水有苦涩味，并出现乳白色。水中含锌1,mg/L,时，对水体的生物氧化过程有轻微的抑制作用。锌对白鲢鱼的安全浓度为0.1,mg/L。,农灌水中含锌量低于10,mg/L,时，对水稻、小麦的生长物影响。,锌的主要污染为电镀、冶金、颜料及化工等部门的排放废水。,锌可以用双硫腙分光光度法（,GB 7472-87）,和原子吸收分光光度法（,GB 7475-87,）测定。,（六）锌,Zn,93,锌测定方法的比较,方法名称,原 理,特 点,适用范围,双硫腙分光光度法,在,PH=4.0-5.5,的乙酸盐缓冲介质中，锌离子与双硫腙形成红色螯和物，用四氯化碳萃取后于535,nm,处，进行分光光度测定,操作简便，灵敏度高,天然水和轻度污染地面水，范围5,50,g/L,原子吸收分光光度法,将样品消解处理后，直接吸入火焰在波长213.9,nm,处进行原子吸收光谱测定,操作快速准确，干扰少,地下水、地面水和废水，范围0.05,1,mg/L,螯合萃取-火焰原子吸收分光光度法,吡咯烷二硫代氨基甲酸铵在,PH=3,时，与锌离子螯合后萃入甲基异丁基甲酮中，然后直接吸入火焰进行原子吸收光谱测定,操作快速，结果准确,地下水、地面水和废水中的微量的锌，范围1,50,g/L,锌试剂比色法,水样中锌与二乙氨基二硫代甲酸钠络合，可萃取至氯仿中，用盐酸反萃除去干扰物，然后于锌试剂显色后在620,nm,处进行测定,操作简便，灵敏度高,地下水、地面水和废水中的锌，最小检测浓度0.02,mg/L,94,注意事项,（双硫腙分光光度法）：,（1）水中存在少量铋、镉、钴、铜、金、铅、汞、镍、钯、银和亚锡等金属离子时，对本法均有干扰，但可用硫代硫酸钠掩蔽和控制溶液的,pH,值来消除这些干扰。三价铁、余氯和其它氧化剂会使双硫腙变