水圈:地球表层的水体
水资源:全球水量中对人类生存,发展可用的水量。主要是指逐年可以达到更新的淡水资源。 水的特点及其对人类的作用:必需性(生命之源);物理特性(三态);流动性;不可替代性、可更新性;时空分布不均匀性和商品性。
水污染:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变。从而影响水的有效利用,危害人类健康,破坏生态环境,造成水质恶化的现象。
水体污染物:凡能造成水体水质、生物、沉积物质量恶化的物质或能量。
优先控制污染物特点:毒性强;生物降解困难、残留时间长;水中含量低(多为μg/L乃至ng/L) 水质:水及其中杂质共同表现出来的综合特征。
水质指标:衡量水中杂质的具体尺度。
水质标准:是根据一定科学依据制定出来的数量限值。(可判断出谁知优劣和是否符合要求) 水质监测:具体测量水质指标的过程。(感官性状、化学、毒理学、细菌学、放射性指标) 水质理化检验的具体任务:定量测定水体中杂质的种类和数量。
常见测定方法种类:容量法(35,19.4);光度法(63,35.0);原子吸收(24,13.3); 极谱法(9,5.0);气相色谱法(11,6.1)
水质理化检验的结果表示:(1)对于一些通用的物理指标,均按统一规定的国际名称表示。例如,水温以摄氏度表示。(2)有些物理指标也按其特定的单位表示。如色度、浑浊度均用特定的度表示。(3)对于有毒有害物质多以mg/L(ppm )表示,有时其含量太低可用μg/L(ppb )表示。(4)有些指标的含量测定结果不仅与水样中待测成分含量有关,而且与选择的定量方法有关,因而对这些指标的测定结果应尽量表明测定的内容。(5)有些指标规定用某些化合物的量表示,但并不意味是以这种形式存在。(6)测定结果应以适当的有效数字表示。考虑造成最大误差原因,确定有效数字的位数。
水质检验的完整过程:采样,运输,保存,前处理,分析(质量控制),报告,决策。 采样:核心问题——代表性;
保存:关键问题——样品不发生变化;(尽量减缓样品在保存期间的理化变化和生物变化) 处理:目标——将试样转化为适宜定量测定的分析试液。
盛样容器的选择原则:A. 实在贮存期内不与水样发生物理化学反应,至少应不引起待测组份含量变化。B. 考虑运输和使用方便,要易于密闭和开启,布衣破损,容易清洗并反复多次使用。 关于容器的质量检查:A. 使用前要对每批洗涤好备用的容器进行质量检查;B. 从备用容器中随机抽取,加入纯水并模拟水样保存方法,然后分析目标物,分析原因,重新洗涤。
容器的选择:聚乙烯塑料容器(p ):测金属离子 硬质玻璃容器(G):测有机物
硼酸硅盐玻璃容器:耐腐蚀 不锈钢容器:耐高温,承受压力大
对河流、湖库进行污染调查设置:背景断面,控制断面,消减断面
城市工业区对河流污染程度调查的设置:对照(或清洁)断面,控制断面,消减断面
自来水的采样点的设置:要有代表性,应分别设在水源取水口,水厂出水口和居民经常用水点及管网末梢。
自来水的采样频次:管网的水质检验采样点数,一般应按供水人口每两万人设一个采样点计算。供水人数在20W 以下,100W 以上时,可酌量增减。
采样量注意事项:水样量取决于监测项目,应根据各个监测项目的实际情况分别计算,再适当增加20%~30%,作为各监测项目的实际采样量。一般项目用水量约2~3L,如果待测项目很多,需要采集5~10L。若是采样器容积有限,一次采样不能满足所需样品量时,应多次采集,并在较大容器中将各次采集样品混匀后再装入样品容器中。除特殊项目外(如测定溶解氧等),容器不应该注满水样,应留约 容积的空隙。
地下水采样:先放水数分钟,使积留在水管中杂质流出来,然后再收集水样。装水样前,用所采水体的水冲洗装样容器2~3次(包含瓶塞)
采样质量控制:目的锁骨为了评价采样质量,采样的同时要采集质量控制样品。(现场空白样,运输空白样,现场平行样,现场加标样,现场控制样,采样设备和材料空白样)
水样的保存和运输管理:解决方案(现场测量,缩短采样到分析的时间,加保存剂) 水样保存的目的:尽量减少其中各种待测组分的变化
没有采样记录的样品,可以拒绝检验。
调节PH 值:1、防止重金属的沉淀和被吸附在壁器表面上;2、抑制微生物的代谢活动,降低对水样生物化学作用;3、防止待测组份挥发
水样保存方法:冷冻与冷藏,过滤与离心分离,加生物抑制剂,加氧化剂或还原剂,调节PH ; 样品处理:将待测样品制成分析试液的系列操作。目的:制备成分析仪器所需的样品形式;将被测组份从复杂的样品中分离出来或除去干扰分析测定的基本物质,提高方法选择性;浓缩被测组份,提高方法的灵敏度。
(加入标品后含量-样品含量)/加入标品量*100%=回收率
富集效率:富集到待测组份的量与待测组份总量之比。
萃取:根据待测组分在两种互不相溶的溶剂中具有不同的溶解度的特性,将待测组分从另一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。
液液萃取原理:利用待测组分在两种互不相溶或者极少相溶的溶剂中的分配系数不同而进行的分离富集方法(溶剂萃取法)(石油醚,乙醚,苯,三氯化碳;利用螯合物与金属离子形成在水中溶解度极小的金属螯合物,然后再进行萃取。)
固相富集原理:是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的。
固相富集:基于固体吸附剂或离子交换剂对水溶液中痕量组分的物理吸附,离子交换,形成络合物或发生其他化学反应而建立起来额分离富集技术。
分离富集技术要点:吸附剂或离子交换分离富集主要以填充柱方式操作,吸附操作通常包括吸附剂的选择与处理、装柱、上样富集、洗涤、洗脱、吸附剂再生7个步骤。
离子交换树脂吸附:一类对溶液中某些组分有选择性吸附能力的网状结构高分子聚合物。 沉淀分离法:根据溶积度原理,利用沉淀反应进行分离的方法。在待分离试液中,加入适当的沉淀剂,在一定条件下,使待测组份或干扰组分沉淀,以达到分离的目的。
分布沉淀:溶液中同时存在几种离子。当加入某种沉淀剂时,沉淀是按照一定的先后次序进行,这种先后沉淀的现象,称为分布沉淀。
对于同一类型,溶积度Ksp 小的现沉淀;对于不同类型,溶解度S 小的先沉淀。
蒸发:利用水样中待测组分具有不同的沸点而使其溢出,以适当的方法收集馏分达到与基体分离的目的。
水温测定注意事项:1、水温计或颠倒温度计应定期由计量鉴定部门进行校核。2、采样现场测定,温度计不能离开水面,避免阳光直射,准确读数。测表层水温时感温5min 后读数,测量深层水温时候感温10min 后读数,分层次测定。3、应同时测定气温。4、若无条件直接测水温,可用5到10L 的木桶等容器取水样,经1到2min 后倒掉,重新取水样,插入温度计,感温3min ,于水中读数,一般使用0.1摄氏度分度的棒状水银温度计测量。
臭和味:是一项感官性状,是人的嗅觉和味觉对水的感觉和体验。(臭主要是有机物引起的,味主要是无机物引起的)
嗅阈值法(稀释倍数法):用无臭水将水样稀释至分析人员刚刚嗅到和尝到臭和味时的浓度(嗅阈浓度)。
其测定结果以文字描述其性质,以等级判断其强度(粗略定量)
色度:即水的颜色,是指水中的溶解性物质或胶体物质所呈现的类黄色乃至黄褐色的程度。 表色:由溶解性物质和不溶解性悬浮物质产生的颜色。(自然界存在的水色)
真色:仅由溶液状态的物质所产生的颜色。(除去不溶解性悬浮物质后)
水质检验所规定的色度,是以真色为标准。
铂钴标准比色法:该法利用氯铂酸钾和氯化钴配成与天然水色调相似的黄色标准色列,与水样进行目视比色。
浑浊度:表示水因含悬浮物和胶体物质而呈现浑浊状态,造成通过水的光线被散射或对光线透过收到阻碍的程度。
我国卫生标准规定一升蒸馏水中含1mgSiO 2 为1度(NTU )散射浊度单位。
福尔马肼浑浊度标准溶液:....... 规定为400NTU
注意事项:测定浑浊度最好在采集水样后立即进行,水样必须新鲜(5%HgCl),浑浊度大于40NTU 时候,可用经0.2um 滤膜过滤的纯水稀释后测定,根据仪器所显示的NTU 数值乘以稀释倍数为该水样浑浊度值。
导电率:是横截面积1cm 2,高度1cm 的水柱所具有的电导能力,单位是 西门子/厘米(S/cm) 该指标可间接推测水中离子总浓度或者含盐量。
HP 值:指的是溶液中氢离子活度的负对数。一般在6.5到8.5之间。玻璃电极法。
总硬度:主要是指溶于水中钙镁盐类的含量。折算成CaCO 3 mg/L表示。
辅助指示剂——MgY MgEBT(红色) EBT (蓝色)ph=10
氰化物:主要通过挥发和氧化两个途径净化。采集水样后必须立即加入氢氧化钠固定,PH 大于12(防止生成HCN 挥发,保持离子状态,抑制微生物生长繁殖),及时测定,否则存放于约4摄氏度的暗处,24H 内必须测定。当水样中含有大量硫化物,应先加入CdCO 3或者PbCO 3,除去硫化物再用氢氧化钠固定。否则在碱性条件下会生成硫氰酸根离子,干扰测定。取一滴水放在乙酸铅试纸上,若变黑(硫化铅),说明有硫化物存在。
测定氰化物水样一般都需要进行预蒸馏处理。
蒸馏的作用:是使待测成分从样品基体中分离,从而避免了样品基体对测定的干扰。
蒸馏处理的关键:是选择一适宜的蒸馏体系,以便有选择性地蒸出水样中不同形态的氰化物。 干扰去除:当水样中含有氧化剂如活性氯等,可加亚硫酸钠溶液除去干扰;含有大量硝酸根离子时,可加适量氨基磺酸使之分解。
测定氰化物时,都要将各种形式的氰化物转变为简单氰化物形式测定其含量。选择不同的酸体系和配位剂,加热蒸馏,即可分别测定以简单氰化物为主的游离氰化物和总氰化物。
酒石酸+乙酸锌蒸馏法(测游离氰):在PH 为4(酒石酸酸度)的条件下加热蒸馏,锌离子可与其他金属氰络合物形成沉淀有效抑制其他金属氰配合物的解离。
磷酸+EDTA蒸馏法(测总氰化物):在PH <2,加热蒸馏条件下,EDTA 与金属离子配位能力比氰离子与金属离子结合能力强,可以使这些金属配合物中的氰离子解离出来,并在磷酸酸化情况下以HCN 形式蒸馏出来。
但是钴氰络合物等不能测出。
蒸馏出来的蒸馏液要用氢氧化钠吸收,并且滴管要插入氢氧化钠吸收液液面之下。
蒸馏速度和馏出液体积对氰配合物的馏出率也有较大影响,一般2到3ml/min。馏出液收集量的多少与原水样体积有关,通常250ml 水样进行蒸馏,收集100ml 蒸馏液,可完全回收各种氰配合物。
硝酸银滴定法(容量法)(测氰化物经典方法):>1mg/L,调节馏出液PH 在11以上,用硝酸银标准溶液滴定其中氰离子,开始时生成氰化银沉淀,但很快溶于过量氰离子中,生成银氰络离子。当络合反应完成后,过量的银离子即与黄色试银灵指示剂反应生成橙红色化合物而显示终点,根据消耗硝酸银溶液的体积,即可求出氰化物的含量。
余氯:加入氯经过一定时间接触后,水中所剩余的有效氯。
需氧量:加氯消毒时氯与细菌作用同时,还氧化水中的有机物和还原性无机物,其需氧的总量 加氯后经过一定接触时间,所消耗的氯量称为需氧量或耗氧量。
目的:保证消毒
测定方法:余氯极不稳定,测定余氯的水样不能保存,应在采样现场采集并立即测定。 典量法(测定总余氯,>1mg/L,生活用水), 邻联甲苯胺比色法
直接典量法:I2 + 2e = 2 I-(碘滴定法)
间接碘量法——滴定碘法:I2 + 2 S2O32-= 2 I- + S4O62-
采用乙酸缓冲溶液,酸度为ph3.4到4.2,可降低干扰。
N 、N —二乙基对苯二胺(DPD )—硫酸亚铁铵滴定法(0.03到5mg/L游离氯)、DPD 比色法(0.05~1.5mg/L游离氯):适用于加氯或漂白粉处理的饮用水、亿元污水、造纸废水、印染污水等)
邻联甲苯胺比色法:最低检出浓度是0.01mg/L余氯PH <1.8,生成黄色醌式化合物
1、游离性余氯:水样与邻联甲苯胺溶液混合后,立即比色所得结果。
2、总余氯:放置十分钟使其产生最高色度,再进行比色,测得的结果。
3、化合性余氯=总余氯—游离性余氯
漂白粉:氯化氧氯合钙,有效氯Ca (OCl )Cl
Cr (Ⅲ)或Cr (Ⅵ)浓度达到1mg/L,会产生淡黄色。
二苯碳酰二肼(DPC )分光光度法测定Cr (Ⅵ):酸性条件下,紫红色化合物,540nm ,与标准比较定量。
铬的水样采集和保存:1、用内壁光滑的聚乙烯瓶或玻璃气瓶装样。操作用的玻璃器皿也要内壁光滑(避免铬被吸收)2、测定铬的水样不能加任何保存剂,必须在采样当天测定,否则铬会丢失(特别在酸性条件下)随着保存时间越长其损失越严重。3、不能用铬酸洗液清洗器皿。4、推荐测定Cr (Ⅵ)时候水样可用氢氧化钠调节至PH8再保存,防止Cr (Ⅲ)转化为Cr (Ⅵ) 总铬的测定关键:将其他价态的铬有效氧化成Cr (Ⅵ)。
有机污染物综合指标:根据有机污染物或有机污染物的共同性质而建立起来的测定指标,用来间接反映这类有机污染物程度。
溶解氧(DO ):溶解于水中的氧气。 以氧气的mg/L或者用氧的饱和百分比表示。间接反应水体受有机物污染的状况;直接反映水体自净能力和自净速度的大小。
水样采集原则:避免产生气泡,防止空气混入;用溶解氧瓶或具塞磨口瓶单独采集;无论采集何种水样,瓶内都不能留有气泡。
水样的保存:采样后尽快测定,同时测定气温和大气;若是不能尽快测定,应在现场加MnSO 4 和碱性KI 现场固定;避免日光直射,4摄氏度以下保存,4到8小时内进行分析。
碘量法:适用于测定水源水,地面水等较清洁的水样溶解氧的测定。缺点是不走多,操作较复杂,需要现场固定溶解氧。亚锰酸与过量氢氧化锰反应生成偏锰酸锰。
分析步骤:现场固定溶解氧(黄到棕色沉淀物),碘的游离(加入浓硫酸析出碘),滴定游离碘(滴定至淡黄涩,再加入1ml 淀粉溶液,滴定至蓝色刚好褪去,取两次测定平均值)
化学需要量(COD ):指1升水中还原性物质,在规定较严格的条件下,消耗的强氧化剂的量。规定所消耗的氧化剂的量用氧来表示。O 2:mg/L
一类小于等于15,二类三类小于等于20,四类30,五类40
水样的采集和保存:COD ,玻璃瓶;加硫酸(盐酸产生氯气,硝酸具有氧化性)调节PH <2,或加氯化汞,硫酸铜,低温下可保存两周。
酸性高锰酸钾法:适合测定水样水,饮用水等较清洁的水样。在酸性条件下,加入高锰酸钾标准溶液,沸水浴30min ,使水中有机物被氧化,剩余的高锰酸钾以草酸滴定。(必须严格控制酸度,高锰酸钾浓度,反应时间,加热条件,稀释倍数)
重铬酸钾法:适用于工业废水和生活污水。
生化需氧量:水中有机物在好气性微生物的作用下,进行生物氧化分解所消耗氧气的量。O 2:mg/L关键点:测定样品前,要进行水样稀释倍数的估计;准备好稀释水样
空气理化检验要点科目空气包括大气、工作场所的空气和室内空气;或者说是室内空气和室外空气。
空气污染指数(API ):表示空气综合质量状况的指标。分为五级:API 小于等于50为优;50~100为良好;100~200为轻度污染;200~300为中度污染;大于300为重度污染。
空气污染物可分为一次和二次污染物;二次污染物是指有些污染物与其他物质发生化学反应,或在太阳辐射作用下发生反应而形成新的污染物称为二次污染物。常见的有SO2在大气中氧化遇水形成的硫酸;NO2在大气环境中与水反应形成硝酸;汽车尾气中的氮氧化物。
空气污染物的存在形式分为:气体、蒸气、气溶胶。
气溶胶是由颗粒物和液态颗粒在空气中形成的多相分散体系。分为,尘(由于各种机械作用粉碎形成的颗粒)、雾(悬浮在空气中的液态微粒)、烟(燃烧产物)。
空气污染物的存在状态非常复杂,许多污染物以多种状态存在于空气中。
必须将采样体积换算成标准状况下的体积,在进行空气中有害物质浓度的计算。
质量体积表示法:这种方法以每立方米空气中含有污染物毫克数表示,可用来表示气体、蒸气、气溶胶的污染物浓度。单位为毫克每立方米。
体积表示法:指每立方米含有污染物的毫升数,表示气体和蒸气的污染物浓度。单位为毫升每立方米。
个数、体积表示法:指每立方米空气中含有多少个分子、原子或自由基。单位为个每立方米。 采样点的选择:距墙0.5M ,呼吸高度0.5~1.5M。
气体污染物的采集方法:直接采样法(1、注射器采样法;2、塑料袋采样法;3、置换采样法;
4、真空采样法),适用于空气污染物浓度高、分析方法灵敏度高、不适宜使用动力采样的现场,应尽快分析,所测结果代表空气中有害物质的瞬间或短时间内的平均浓度;浓缩采样法(溶液吸收、固体填充柱),适用于污染物浓度较低,分析方法灵敏度低,不能采用直接采样法时。 溶液吸收的原则:吸收液稳定,并对待测物有良好的吸收效果。
常用的填充剂有:硅胶(极性吸附剂)、活性炭(非极性吸附剂)、素陶瓷、氧化铝、高分子多孔微球(具有选择性的吸附作用,较容易解析)。
固体填充剂对气体和蒸气都有较高的采样效率。
静电沉降法:是使用空气样品通过高压电场(12KV~20KV),气体分子被电离,气溶胶粒子吸附离子而带电荷,在电场的作用下,带电荷的微粒沉降相反的收集电极上,将收集电极表面沉降物清洗下来,进行测定。
滤料采样法:定量滤纸、玻璃纤维滤纸(优点是耐高温,缺点是金属空白值高,机械强度较差)、聚录乙烯滤膜(静电强、吸湿性小、阻力小、耐酸性、孔径小、机械强度好、重量轻,金属空白值较低,可溶于某些有机溶剂,常用于粉尘浓度和分散度的测定,主要缺点是不耐热)、微孔滤膜(适用于气溶胶中金属元素的分析)
最小采气量是指当空气中待测有害物质的浓度为其最高容许浓度时,保证所采用的分析方法能够检测出待测有害物质所需要的最小空气体积。
采样效率是指在规定条件下(采气流量、被采集物质浓度、采样温度和采样时间等),某采样方法所采集到待测物的量占其总量的百分数。理论上应高于百分之九十。
影响采集效率的主要因素:1、采气速度;2、收集器;3、吸收液和固体吸附剂;4、其他因素。
粉尘分散度的测定方法有滤膜法和自然沉降法
自然沉降法原理:空气中的粉尘被采集到格林氏沉降器的金属圆筒中,密闭静置一定时间后,尘粒由于本身的重力作用而沉降到圆筒底部的盖玻片上。在显微镜下,用目镜测微尺测量盖玻片上粉尘粒的大小,,按粒径分组计算百分率。
滤膜溶解涂片法适用于可溶于有机溶剂中的粉尘和纤维状粉尘,
焦磷酸质量法原理:在245-250°c 温度条件下,磷酸脱水生成焦磷酸,焦磷酸与粉尘中的硅酸盐,金属氧化物作用,使之形成可溶性焦磷酸盐,而游离二氧化硅几乎不溶于焦磷酸,将用热焦磷酸处理过的粉尘样品溶液过滤,二氧化硅以残渣形式存在,称量残渣,以质量法测定游离二氧化硅。
碱熔钼蓝光度法原理:将粉尘与混合溶剂(等量的碳酸氢钠与碳酸钠)混匀,加热至270-300°C 时,碳酸氢钠转变成碳酸钠,继续加热至800-900°C 时,碳酸钠选择性的与粉尘中的游离二氧化硅反应,生成水溶性硅酸钠。在酸性环境中,水溶性硅酸钠与鉬酸铵作用形成配合物,用还原剂将其还原成钼蓝。在880nm 下测定吸光度,用标准曲线法定量。
采样时混合溶剂中的氧化钠是助溶剂,可提高碳酸氢钠的熔点,降低游离二氧化硅熔点, 盐酸副玫瑰苯胺分光光度法原理:空气中国的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟甲基磺胺,在酸性条件下,羟基甲基磺酸与盐酸副玫瑰苯胺反应,生成紫红色的化合物,该紫红色的化合物在570nm 处有最大吸收,起吸光度与二氧化硫含量成正比,本方法的检出限位0.45ug/ml
采样,短时间采样,取一只U 形多孔玻板吸收管,加入10.00ml 吸收液,以0.5L/min的流量采样。
样品测定,对于短时间采样的样品,可将吸收液全部转入比色管中,用少量吸收液洗吸收管2-3次,并入比色管中,用吸收液稀释至刻度,
盐酸萘乙二胺分光光度法原理:在对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺混合吸收液中,空气中的二氧化氮被吸收形成亚硝酸,与对氨基苯磺酸进行重氮化反应生成重氮盐,然后与盐酸苯乙二胺偶合,形成玫瑰紫色的偶氮化合物。在540nm 处测定吸收值,吸光度值与二氧化氮成正比
Saltzman 转换系数(f):由测定原理可知,气体二氧化氮与盐酸萘乙二胺不发生显色反应,在溶液中转变为亚硝酸根离子后才能显色测定
Salzman 转换系数的影响因素:f 值受多种因素的影响,其中包括二氧化氮的浓度,吸收液的组成,采气速度,吸收管的结构,共存离子和气温等,前两种因素的影响最大
吸收液中的冰乙酸不仅可以提供显色反应所必需的酸度,而且可以使吸收液在采样过程中产生丰富的泡沫,使二氧化氮与吸收液充分接触,从而提高采样效率。
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水圈:地球表层的水体
水资源:全球水量中对人类生存,发展可用的水量。主要是指逐年可以达到更新的淡水资源。 水的特点及其对人类的作用:必需性(生命之源);物理特性(三态);流动性;不可替代性、可更新性;时空分布不均匀性和商品性。
水污染:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变。从而影响水的有效利用,危害人类健康,破坏生态环境,造成水质恶化的现象。
水体污染物:凡能造成水体水质、生物、沉积物质量恶化的物质或能量。
优先控制污染物特点:毒性强;生物降解困难、残留时间长;水中含量低(多为μg/L乃至ng/L) 水质:水及其中杂质共同表现出来的综合特征。
水质指标:衡量水中杂质的具体尺度。
水质标准:是根据一定科学依据制定出来的数量限值。(可判断出谁知优劣和是否符合要求) 水质监测:具体测量水质指标的过程。(感官性状、化学、毒理学、细菌学、放射性指标) 水质理化检验的具体任务:定量测定水体中杂质的种类和数量。
常见测定方法种类:容量法(35,19.4);光度法(63,35.0);原子吸收(24,13.3); 极谱法(9,5.0);气相色谱法(11,6.1)
水质理化检验的结果表示:(1)对于一些通用的物理指标,均按统一规定的国际名称表示。例如,水温以摄氏度表示。(2)有些物理指标也按其特定的单位表示。如色度、浑浊度均用特定的度表示。(3)对于有毒有害物质多以mg/L(ppm )表示,有时其含量太低可用μg/L(ppb )表示。(4)有些指标的含量测定结果不仅与水样中待测成分含量有关,而且与选择的定量方法有关,因而对这些指标的测定结果应尽量表明测定的内容。(5)有些指标规定用某些化合物的量表示,但并不意味是以这种形式存在。(6)测定结果应以适当的有效数字表示。考虑造成最大误差原因,确定有效数字的位数。
水质检验的完整过程:采样,运输,保存,前处理,分析(质量控制),报告,决策。 采样:核心问题——代表性;
保存:关键问题——样品不发生变化;(尽量减缓样品在保存期间的理化变化和生物变化) 处理:目标——将试样转化为适宜定量测定的分析试液。
盛样容器的选择原则:A. 实在贮存期内不与水样发生物理化学反应,至少应不引起待测组份含量变化。B. 考虑运输和使用方便,要易于密闭和开启,布衣破损,容易清洗并反复多次使用。 关于容器的质量检查:A. 使用前要对每批洗涤好备用的容器进行质量检查;B. 从备用容器中随机抽取,加入纯水并模拟水样保存方法,然后分析目标物,分析原因,重新洗涤。
容器的选择:聚乙烯塑料容器(p ):测金属离子 硬质玻璃容器(G):测有机物
硼酸硅盐玻璃容器:耐腐蚀 不锈钢容器:耐高温,承受压力大
对河流、湖库进行污染调查设置:背景断面,控制断面,消减断面
城市工业区对河流污染程度调查的设置:对照(或清洁)断面,控制断面,消减断面
自来水的采样点的设置:要有代表性,应分别设在水源取水口,水厂出水口和居民经常用水点及管网末梢。
自来水的采样频次:管网的水质检验采样点数,一般应按供水人口每两万人设一个采样点计算。供水人数在20W 以下,100W 以上时,可酌量增减。
采样量注意事项:水样量取决于监测项目,应根据各个监测项目的实际情况分别计算,再适当增加20%~30%,作为各监测项目的实际采样量。一般项目用水量约2~3L,如果待测项目很多,需要采集5~10L。若是采样器容积有限,一次采样不能满足所需样品量时,应多次采集,并在较大容器中将各次采集样品混匀后再装入样品容器中。除特殊项目外(如测定溶解氧等),容器不应该注满水样,应留约 容积的空隙。
地下水采样:先放水数分钟,使积留在水管中杂质流出来,然后再收集水样。装水样前,用所采水体的水冲洗装样容器2~3次(包含瓶塞)
采样质量控制:目的锁骨为了评价采样质量,采样的同时要采集质量控制样品。(现场空白样,运输空白样,现场平行样,现场加标样,现场控制样,采样设备和材料空白样)
水样的保存和运输管理:解决方案(现场测量,缩短采样到分析的时间,加保存剂) 水样保存的目的:尽量减少其中各种待测组分的变化
没有采样记录的样品,可以拒绝检验。
调节PH 值:1、防止重金属的沉淀和被吸附在壁器表面上;2、抑制微生物的代谢活动,降低对水样生物化学作用;3、防止待测组份挥发
水样保存方法:冷冻与冷藏,过滤与离心分离,加生物抑制剂,加氧化剂或还原剂,调节PH ; 样品处理:将待测样品制成分析试液的系列操作。目的:制备成分析仪器所需的样品形式;将被测组份从复杂的样品中分离出来或除去干扰分析测定的基本物质,提高方法选择性;浓缩被测组份,提高方法的灵敏度。
(加入标品后含量-样品含量)/加入标品量*100%=回收率
富集效率:富集到待测组份的量与待测组份总量之比。
萃取:根据待测组分在两种互不相溶的溶剂中具有不同的溶解度的特性,将待测组分从另一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。
液液萃取原理:利用待测组分在两种互不相溶或者极少相溶的溶剂中的分配系数不同而进行的分离富集方法(溶剂萃取法)(石油醚,乙醚,苯,三氯化碳;利用螯合物与金属离子形成在水中溶解度极小的金属螯合物,然后再进行萃取。)
固相富集原理:是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰化合物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的。
固相富集:基于固体吸附剂或离子交换剂对水溶液中痕量组分的物理吸附,离子交换,形成络合物或发生其他化学反应而建立起来额分离富集技术。
分离富集技术要点:吸附剂或离子交换分离富集主要以填充柱方式操作,吸附操作通常包括吸附剂的选择与处理、装柱、上样富集、洗涤、洗脱、吸附剂再生7个步骤。
离子交换树脂吸附:一类对溶液中某些组分有选择性吸附能力的网状结构高分子聚合物。 沉淀分离法:根据溶积度原理,利用沉淀反应进行分离的方法。在待分离试液中,加入适当的沉淀剂,在一定条件下,使待测组份或干扰组分沉淀,以达到分离的目的。
分布沉淀:溶液中同时存在几种离子。当加入某种沉淀剂时,沉淀是按照一定的先后次序进行,这种先后沉淀的现象,称为分布沉淀。
对于同一类型,溶积度Ksp 小的现沉淀;对于不同类型,溶解度S 小的先沉淀。
蒸发:利用水样中待测组分具有不同的沸点而使其溢出,以适当的方法收集馏分达到与基体分离的目的。
水温测定注意事项:1、水温计或颠倒温度计应定期由计量鉴定部门进行校核。2、采样现场测定,温度计不能离开水面,避免阳光直射,准确读数。测表层水温时感温5min 后读数,测量深层水温时候感温10min 后读数,分层次测定。3、应同时测定气温。4、若无条件直接测水温,可用5到10L 的木桶等容器取水样,经1到2min 后倒掉,重新取水样,插入温度计,感温3min ,于水中读数,一般使用0.1摄氏度分度的棒状水银温度计测量。
臭和味:是一项感官性状,是人的嗅觉和味觉对水的感觉和体验。(臭主要是有机物引起的,味主要是无机物引起的)
嗅阈值法(稀释倍数法):用无臭水将水样稀释至分析人员刚刚嗅到和尝到臭和味时的浓度(嗅阈浓度)。
其测定结果以文字描述其性质,以等级判断其强度(粗略定量)
色度:即水的颜色,是指水中的溶解性物质或胶体物质所呈现的类黄色乃至黄褐色的程度。 表色:由溶解性物质和不溶解性悬浮物质产生的颜色。(自然界存在的水色)
真色:仅由溶液状态的物质所产生的颜色。(除去不溶解性悬浮物质后)
水质检验所规定的色度,是以真色为标准。
铂钴标准比色法:该法利用氯铂酸钾和氯化钴配成与天然水色调相似的黄色标准色列,与水样进行目视比色。
浑浊度:表示水因含悬浮物和胶体物质而呈现浑浊状态,造成通过水的光线被散射或对光线透过收到阻碍的程度。
我国卫生标准规定一升蒸馏水中含1mgSiO 2 为1度(NTU )散射浊度单位。
福尔马肼浑浊度标准溶液:....... 规定为400NTU
注意事项:测定浑浊度最好在采集水样后立即进行,水样必须新鲜(5%HgCl),浑浊度大于40NTU 时候,可用经0.2um 滤膜过滤的纯水稀释后测定,根据仪器所显示的NTU 数值乘以稀释倍数为该水样浑浊度值。
导电率:是横截面积1cm 2,高度1cm 的水柱所具有的电导能力,单位是 西门子/厘米(S/cm) 该指标可间接推测水中离子总浓度或者含盐量。
HP 值:指的是溶液中氢离子活度的负对数。一般在6.5到8.5之间。玻璃电极法。
总硬度:主要是指溶于水中钙镁盐类的含量。折算成CaCO 3 mg/L表示。
辅助指示剂——MgY MgEBT(红色) EBT (蓝色)ph=10
氰化物:主要通过挥发和氧化两个途径净化。采集水样后必须立即加入氢氧化钠固定,PH 大于12(防止生成HCN 挥发,保持离子状态,抑制微生物生长繁殖),及时测定,否则存放于约4摄氏度的暗处,24H 内必须测定。当水样中含有大量硫化物,应先加入CdCO 3或者PbCO 3,除去硫化物再用氢氧化钠固定。否则在碱性条件下会生成硫氰酸根离子,干扰测定。取一滴水放在乙酸铅试纸上,若变黑(硫化铅),说明有硫化物存在。
测定氰化物水样一般都需要进行预蒸馏处理。
蒸馏的作用:是使待测成分从样品基体中分离,从而避免了样品基体对测定的干扰。
蒸馏处理的关键:是选择一适宜的蒸馏体系,以便有选择性地蒸出水样中不同形态的氰化物。 干扰去除:当水样中含有氧化剂如活性氯等,可加亚硫酸钠溶液除去干扰;含有大量硝酸根离子时,可加适量氨基磺酸使之分解。
测定氰化物时,都要将各种形式的氰化物转变为简单氰化物形式测定其含量。选择不同的酸体系和配位剂,加热蒸馏,即可分别测定以简单氰化物为主的游离氰化物和总氰化物。
酒石酸+乙酸锌蒸馏法(测游离氰):在PH 为4(酒石酸酸度)的条件下加热蒸馏,锌离子可与其他金属氰络合物形成沉淀有效抑制其他金属氰配合物的解离。
磷酸+EDTA蒸馏法(测总氰化物):在PH <2,加热蒸馏条件下,EDTA 与金属离子配位能力比氰离子与金属离子结合能力强,可以使这些金属配合物中的氰离子解离出来,并在磷酸酸化情况下以HCN 形式蒸馏出来。
但是钴氰络合物等不能测出。
蒸馏出来的蒸馏液要用氢氧化钠吸收,并且滴管要插入氢氧化钠吸收液液面之下。
蒸馏速度和馏出液体积对氰配合物的馏出率也有较大影响,一般2到3ml/min。馏出液收集量的多少与原水样体积有关,通常250ml 水样进行蒸馏,收集100ml 蒸馏液,可完全回收各种氰配合物。
硝酸银滴定法(容量法)(测氰化物经典方法):>1mg/L,调节馏出液PH 在11以上,用硝酸银标准溶液滴定其中氰离子,开始时生成氰化银沉淀,但很快溶于过量氰离子中,生成银氰络离子。当络合反应完成后,过量的银离子即与黄色试银灵指示剂反应生成橙红色化合物而显示终点,根据消耗硝酸银溶液的体积,即可求出氰化物的含量。
余氯:加入氯经过一定时间接触后,水中所剩余的有效氯。
需氧量:加氯消毒时氯与细菌作用同时,还氧化水中的有机物和还原性无机物,其需氧的总量 加氯后经过一定接触时间,所消耗的氯量称为需氧量或耗氧量。
目的:保证消毒
测定方法:余氯极不稳定,测定余氯的水样不能保存,应在采样现场采集并立即测定。 典量法(测定总余氯,>1mg/L,生活用水), 邻联甲苯胺比色法
直接典量法:I2 + 2e = 2 I-(碘滴定法)
间接碘量法——滴定碘法:I2 + 2 S2O32-= 2 I- + S4O62-
采用乙酸缓冲溶液,酸度为ph3.4到4.2,可降低干扰。
N 、N —二乙基对苯二胺(DPD )—硫酸亚铁铵滴定法(0.03到5mg/L游离氯)、DPD 比色法(0.05~1.5mg/L游离氯):适用于加氯或漂白粉处理的饮用水、亿元污水、造纸废水、印染污水等)
邻联甲苯胺比色法:最低检出浓度是0.01mg/L余氯PH <1.8,生成黄色醌式化合物
1、游离性余氯:水样与邻联甲苯胺溶液混合后,立即比色所得结果。
2、总余氯:放置十分钟使其产生最高色度,再进行比色,测得的结果。
3、化合性余氯=总余氯—游离性余氯
漂白粉:氯化氧氯合钙,有效氯Ca (OCl )Cl
Cr (Ⅲ)或Cr (Ⅵ)浓度达到1mg/L,会产生淡黄色。
二苯碳酰二肼(DPC )分光光度法测定Cr (Ⅵ):酸性条件下,紫红色化合物,540nm ,与标准比较定量。
铬的水样采集和保存:1、用内壁光滑的聚乙烯瓶或玻璃气瓶装样。操作用的玻璃器皿也要内壁光滑(避免铬被吸收)2、测定铬的水样不能加任何保存剂,必须在采样当天测定,否则铬会丢失(特别在酸性条件下)随着保存时间越长其损失越严重。3、不能用铬酸洗液清洗器皿。4、推荐测定Cr (Ⅵ)时候水样可用氢氧化钠调节至PH8再保存,防止Cr (Ⅲ)转化为Cr (Ⅵ) 总铬的测定关键:将其他价态的铬有效氧化成Cr (Ⅵ)。
有机污染物综合指标:根据有机污染物或有机污染物的共同性质而建立起来的测定指标,用来间接反映这类有机污染物程度。
溶解氧(DO ):溶解于水中的氧气。 以氧气的mg/L或者用氧的饱和百分比表示。间接反应水体受有机物污染的状况;直接反映水体自净能力和自净速度的大小。
水样采集原则:避免产生气泡,防止空气混入;用溶解氧瓶或具塞磨口瓶单独采集;无论采集何种水样,瓶内都不能留有气泡。
水样的保存:采样后尽快测定,同时测定气温和大气;若是不能尽快测定,应在现场加MnSO 4 和碱性KI 现场固定;避免日光直射,4摄氏度以下保存,4到8小时内进行分析。
碘量法:适用于测定水源水,地面水等较清洁的水样溶解氧的测定。缺点是不走多,操作较复杂,需要现场固定溶解氧。亚锰酸与过量氢氧化锰反应生成偏锰酸锰。
分析步骤:现场固定溶解氧(黄到棕色沉淀物),碘的游离(加入浓硫酸析出碘),滴定游离碘(滴定至淡黄涩,再加入1ml 淀粉溶液,滴定至蓝色刚好褪去,取两次测定平均值)
化学需要量(COD ):指1升水中还原性物质,在规定较严格的条件下,消耗的强氧化剂的量。规定所消耗的氧化剂的量用氧来表示。O 2:mg/L
一类小于等于15,二类三类小于等于20,四类30,五类40
水样的采集和保存:COD ,玻璃瓶;加硫酸(盐酸产生氯气,硝酸具有氧化性)调节PH <2,或加氯化汞,硫酸铜,低温下可保存两周。
酸性高锰酸钾法:适合测定水样水,饮用水等较清洁的水样。在酸性条件下,加入高锰酸钾标准溶液,沸水浴30min ,使水中有机物被氧化,剩余的高锰酸钾以草酸滴定。(必须严格控制酸度,高锰酸钾浓度,反应时间,加热条件,稀释倍数)
重铬酸钾法:适用于工业废水和生活污水。
生化需氧量:水中有机物在好气性微生物的作用下,进行生物氧化分解所消耗氧气的量。O 2:mg/L关键点:测定样品前,要进行水样稀释倍数的估计;准备好稀释水样
空气理化检验要点科目空气包括大气、工作场所的空气和室内空气;或者说是室内空气和室外空气。
空气污染指数(API ):表示空气综合质量状况的指标。分为五级:API 小于等于50为优;50~100为良好;100~200为轻度污染;200~300为中度污染;大于300为重度污染。
空气污染物可分为一次和二次污染物;二次污染物是指有些污染物与其他物质发生化学反应,或在太阳辐射作用下发生反应而形成新的污染物称为二次污染物。常见的有SO2在大气中氧化遇水形成的硫酸;NO2在大气环境中与水反应形成硝酸;汽车尾气中的氮氧化物。
空气污染物的存在形式分为:气体、蒸气、气溶胶。
气溶胶是由颗粒物和液态颗粒在空气中形成的多相分散体系。分为,尘(由于各种机械作用粉碎形成的颗粒)、雾(悬浮在空气中的液态微粒)、烟(燃烧产物)。
空气污染物的存在状态非常复杂,许多污染物以多种状态存在于空气中。
必须将采样体积换算成标准状况下的体积,在进行空气中有害物质浓度的计算。
质量体积表示法:这种方法以每立方米空气中含有污染物毫克数表示,可用来表示气体、蒸气、气溶胶的污染物浓度。单位为毫克每立方米。
体积表示法:指每立方米含有污染物的毫升数,表示气体和蒸气的污染物浓度。单位为毫升每立方米。
个数、体积表示法:指每立方米空气中含有多少个分子、原子或自由基。单位为个每立方米。 采样点的选择:距墙0.5M ,呼吸高度0.5~1.5M。
气体污染物的采集方法:直接采样法(1、注射器采样法;2、塑料袋采样法;3、置换采样法;
4、真空采样法),适用于空气污染物浓度高、分析方法灵敏度高、不适宜使用动力采样的现场,应尽快分析,所测结果代表空气中有害物质的瞬间或短时间内的平均浓度;浓缩采样法(溶液吸收、固体填充柱),适用于污染物浓度较低,分析方法灵敏度低,不能采用直接采样法时。 溶液吸收的原则:吸收液稳定,并对待测物有良好的吸收效果。
常用的填充剂有:硅胶(极性吸附剂)、活性炭(非极性吸附剂)、素陶瓷、氧化铝、高分子多孔微球(具有选择性的吸附作用,较容易解析)。
固体填充剂对气体和蒸气都有较高的采样效率。
静电沉降法:是使用空气样品通过高压电场(12KV~20KV),气体分子被电离,气溶胶粒子吸附离子而带电荷,在电场的作用下,带电荷的微粒沉降相反的收集电极上,将收集电极表面沉降物清洗下来,进行测定。
滤料采样法:定量滤纸、玻璃纤维滤纸(优点是耐高温,缺点是金属空白值高,机械强度较差)、聚录乙烯滤膜(静电强、吸湿性小、阻力小、耐酸性、孔径小、机械强度好、重量轻,金属空白值较低,可溶于某些有机溶剂,常用于粉尘浓度和分散度的测定,主要缺点是不耐热)、微孔滤膜(适用于气溶胶中金属元素的分析)
最小采气量是指当空气中待测有害物质的浓度为其最高容许浓度时,保证所采用的分析方法能够检测出待测有害物质所需要的最小空气体积。
采样效率是指在规定条件下(采气流量、被采集物质浓度、采样温度和采样时间等),某采样方法所采集到待测物的量占其总量的百分数。理论上应高于百分之九十。
影响采集效率的主要因素:1、采气速度;2、收集器;3、吸收液和固体吸附剂;4、其他因素。
粉尘分散度的测定方法有滤膜法和自然沉降法
自然沉降法原理:空气中的粉尘被采集到格林氏沉降器的金属圆筒中,密闭静置一定时间后,尘粒由于本身的重力作用而沉降到圆筒底部的盖玻片上。在显微镜下,用目镜测微尺测量盖玻片上粉尘粒的大小,,按粒径分组计算百分率。
滤膜溶解涂片法适用于可溶于有机溶剂中的粉尘和纤维状粉尘,
焦磷酸质量法原理:在245-250°c 温度条件下,磷酸脱水生成焦磷酸,焦磷酸与粉尘中的硅酸盐,金属氧化物作用,使之形成可溶性焦磷酸盐,而游离二氧化硅几乎不溶于焦磷酸,将用热焦磷酸处理过的粉尘样品溶液过滤,二氧化硅以残渣形式存在,称量残渣,以质量法测定游离二氧化硅。
碱熔钼蓝光度法原理:将粉尘与混合溶剂(等量的碳酸氢钠与碳酸钠)混匀,加热至270-300°C 时,碳酸氢钠转变成碳酸钠,继续加热至800-900°C 时,碳酸钠选择性的与粉尘中的游离二氧化硅反应,生成水溶性硅酸钠。在酸性环境中,水溶性硅酸钠与鉬酸铵作用形成配合物,用还原剂将其还原成钼蓝。在880nm 下测定吸光度,用标准曲线法定量。
采样时混合溶剂中的氧化钠是助溶剂,可提高碳酸氢钠的熔点,降低游离二氧化硅熔点, 盐酸副玫瑰苯胺分光光度法原理:空气中国的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟甲基磺胺,在酸性条件下,羟基甲基磺酸与盐酸副玫瑰苯胺反应,生成紫红色的化合物,该紫红色的化合物在570nm 处有最大吸收,起吸光度与二氧化硫含量成正比,本方法的检出限位0.45ug/ml
采样,短时间采样,取一只U 形多孔玻板吸收管,加入10.00ml 吸收液,以0.5L/min的流量采样。
样品测定,对于短时间采样的样品,可将吸收液全部转入比色管中,用少量吸收液洗吸收管2-3次,并入比色管中,用吸收液稀释至刻度,
盐酸萘乙二胺分光光度法原理:在对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺混合吸收液中,空气中的二氧化氮被吸收形成亚硝酸,与对氨基苯磺酸进行重氮化反应生成重氮盐,然后与盐酸苯乙二胺偶合,形成玫瑰紫色的偶氮化合物。在540nm 处测定吸收值,吸光度值与二氧化氮成正比
Saltzman 转换系数(f):由测定原理可知,气体二氧化氮与盐酸萘乙二胺不发生显色反应,在溶液中转变为亚硝酸根离子后才能显色测定
Salzman 转换系数的影响因素:f 值受多种因素的影响,其中包括二氧化氮的浓度,吸收液的组成,采气速度,吸收管的结构,共存离子和气温等,前两种因素的影响最大
吸收液中的冰乙酸不仅可以提供显色反应所必需的酸度,而且可以使吸收液在采样过程中产生丰富的泡沫,使二氧化氮与吸收液充分接触,从而提高采样效率。
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