【文章內容簡介】 沉淀法 A、利用吸附作用的共沉淀分離 B、利用生成混晶的共沉淀分離 C、用有機共沉淀劑進行共沉淀分離 (六）其他富集分離預處理方法 ? （ 1）膜分離方法 ? （ 2）泡沫浮選法 ? （ 3）離心分離法 ? （ 4）紙色譜法和薄層色譜法 等 第五節(jié) 物理性質的檢驗 本節(jié)要求： 1）熟練掌握水體各項物理指標： 2）水溫、色度、臭和味道、殘渣、電導率、濁度、透明度、礦化度、氧化還原電位等的檢驗方法原理、適用情況和注意事項。 一、水溫 temperature 意義 ：水中溶解性氣體 (如氧、二氧化碳等 )的溶解度、水生生物和微生物活動、化學和生物化學反應速度及鹽度、 pH值等都受水溫變化的影響。 影響因素 ：水的溫度因水源不同而有很大差異。一般來說，地下水溫度比較穩(wěn)定，通常為 8—12℃ ，地面水隨季節(jié)和氣候變化較大，大致變化范圍為 0—30℃ 。工業(yè)廢水的溫度因工業(yè)類型、生產工藝不同有很大差別。 測定要求 ：水溫測量應在現場進行。 常用的測量儀器有水溫計、顛倒溫度計和熱敏電阻溫度計。 水溫度計 顛倒溫度計用于測量深層水溫度，一般裝在采樣器上使用。 它由主溫表和輔溫表構成。主溫表是雙端式水銀溫度計，用于觀測水溫；輔溫表為普通水銀溫度計，用于觀測讀取水溫時的氣溫，以校正因環(huán)境溫度改變而引起的主溫表讀數的變化。 二、臭 (Odor) 臭是檢驗原水 (raw water)和處理水(treated water)的水質必測項目之一。 水中臭氣的主要來源是： (1) 水中動、植物和微生物的大量繁殖、死亡和腐敗。 (2) 溶解氣體：如硫化氫、沼氣等。 (3) 礦物鹽類：如鐵鹽、錳鹽等。 (4) 工業(yè)廢水：如含有酚、煤焦油 (coaltar oil)等的工業(yè)廢水。 (5) 氯：飲用水進行氯消毒時，如用氯過多，亦會產生不愉快的氣味，尤其當水中含有酚時，產生的氯酚臭氣更甚。 定性描述法 (qualitative description method) 取 100 mL水樣于 250 mL錐形瓶中，檢驗人員依靠自己的嗅覺，分別在 20℃ 和煮沸稍冷后聞其臭，用適當的詞語描述其臭特征，并按下表劃分的等級報告臭強度。 臭閾值法 (odor threshold quantity method) ? 該方法是用無臭水稀釋水樣，直至聞出最低可辨別臭氣的濃度，用其表示臭的閾限。水樣稀釋到剛好聞出臭味時的稀釋倍數稱為“臭閥值”。 ? 用水樣和無臭水在錐形瓶中配制水樣稀釋系列 (稀釋倍數不要讓檢驗人員知道 )，在水浴上加熱至60177。 1℃ ；檢驗人員取出錐形瓶，振蕩 2～ 3次，去塞，聞其臭氣，與無臭水比較，確定剛好聞出臭氣的稀釋樣，計算臭閾值： ? 臭閾值 =[水樣體積（ mL）＋無臭水體積（ mL） ]/水樣體積（ mL） 三、色度 (color) 水色可分為“真色” (euchroic)和“表色” (allochromatic color) 完全除去水中懸浮物質后呈現的顏色稱為“真色”。 沒有除去懸浮物時所呈現的顏色稱為“表色”。 鉑鈷比色法 (colorimetric method) 用氯鉑酸鉀與氯化鈷的混合液作為標難溶液，稱為鉑鈷標準。 ? 適用：較清潔的 地表水及地下水 的測量 (帶黃色調 )。 ? 不適用：測量受 工業(yè)廢水嚴重污 染的水體。 稀釋倍數法 (dilution method) ? 在 50 mL比色管中，將水樣稀釋至用肉眼觀察以與無色水相同的最低稀釋倍數作為該水樣的色度， 污染嚴重的工業(yè)廢水通常采用此法 。此法用量值表示，且有國家標準，比顏色描述法優(yōu)越。但因受人的辨色力的差異和主觀因素的影響，往往會引起測定的差異，特別在低色度時時更甚。 ? 所取水樣應無樹葉、枯枝等雜物；取樣后應盡快測定，否則，于 4℃ 保存并在 48小時內測定。 四、濁度 (Turbidity) 濁度計 濁度表現水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。 水體混濁現象是由水中存在的懸浮物質如泥砂、膠體物(colloid matter)、有機物、浮游生物 (plankton anism)、微生物 (microanism)等所造成。濁度的大小不僅與水體中的顆粒物有關，而且與其顆粒大小、形狀和表面積有關。 分光光度法 (Spectrophotometry) 選用 1cm比色皿 (corvette)， 在波長 660nm處 ， 測定標準濁度液吸光度值 。 繪制吸光度 濁度標準曲線 ， 然后測定水樣的吸光度值 ， 并從標準曲線上查出相應的濁度 。 當濁度超過 100度時需稀釋后測定 ， 計算時應乘上相應的稀釋倍數 。 目視比濁法 (Visual turbidity) 此法根據水樣混濁程度 ， 取不同量標準濁度液配制標準系列 ，然后將同體積水樣 (100mL比色管 )與標準液在黑色底板上進行目視比較 ， 即得水樣濁度 。 濁度計測定法 依據渾濁液對光進行散射和透射的原理制成的測定水體濁度的專用儀器 ， 一般用于水體的連續(xù)自動測定 。 五、透明度 (Transparent) 透明度：是指水樣的澄清程度。透明度與濁度相反，水中懸浮物和膠體 顆粒越多，其透明度就越低 。 測定透明度的方法：鉛字法、賽氏盤法、十字法。 透明度盤（薩氏盤） 透明度盤是一種測定水質透明度的簡單方法，直徑 20cm的黑白色相間圓盤下沉到恰恰看不到的深度，稱為透明度盤深度 . 透明度是用薩氏盤（黑白間隔的盤）測定水深來間接表示光透入水面的深淺程度。其大小取決于水的渾濁度（指水中混有各種浮游生物和懸浮物所造成的渾濁程度）和色度（懸浮生物和溶解有機物造成的顏色）。 透明度盤（薩氏盤） 六、殘渣 (Residue) 水樣中含有的物質可分為溶解性物質與不溶性物質兩類。水蒸發(fā)后殘余物稱為殘渣．殘渣分為總殘渣 (總蒸發(fā)殘渣 )、總可濾性殘渣 (溶解性蒸發(fā)殘渣， soluble residue)、總不可濾性殘渣 (懸浮物， suspended substance)三種。殘渣的數量與蒸發(fā)溫度有密切關系，因為烘干時可因有機物的揮發(fā)、機械吸著、水或結晶水 (crystallization water)的變化及氣體揮發(fā)等而造成損失，但也可因氧化作用而使質量增加。此外還與蒸發(fā)時間有關，一般烘干的溫度為103～ 105℃ 。 種類 烘干溫度 /測定方法 總殘渣（總固體） 103—105 ℃ ， 直接水浴上蒸干，烘干 可過濾性殘渣 （溶解固體） 103—105 ℃ ， 過濾后水樣，水浴上蒸干，烘干 不可濾殘渣 （懸浮固體） 103—105 ℃ ， 不可過濾的殘渣，烘干 七 礦化度 ? 礦化度是水化學成分測定的重要指標，用于評價水中總含鹽量，是農田灌溉用水適用性評價的主要指標之一。 ? 一般只用于天然水。 ? 對于無污染的水樣，礦化度值與水樣的可濾殘渣量相近。 ? 重量法 八、電導率 (Conductivity) 水的電導率與其所含無機酸、堿、鹽的量有一定關系。當它們的濃度較低時，電導率隨濃度的增大而增加，因此，該指標常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。 用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。 不同類型的水有不同的電導率。電極常數常選用已知電導率的標準氯化鉀溶液測定。 九 氧化還原電位 ORP ? 水體綜合性指標 ? 現場測定 第六節(jié) 金屬化合物的測定 ? 本節(jié)的重點。 1）熟練掌握水體中主要的有害金屬： 鋁、汞、鎘、鉻、鉛、砷 重金屬的主要測定方法：分光光度法、原子吸收法、陽極溶出伏安法 2）特別是分光光度法和原子吸收法等 GB方法。 （一）有毒有害物質分類 ? 定義 水中的有毒有害物質是指能夠直接或間接對人和 生物體構成危害，甚至危及生命的物質。 ? 分類 ① 化學性有毒有害物質 : 金屬 、 非金屬和有機有毒有害物質 ② 物理性有毒有害物質 : 放射性物質 ③ 生物性有毒有害物質 : 各種細菌 、 病毒 、 寄生蟲等病原微生物 一、金屬主要分析方法 種類 ：水體中的金屬元素有些是人體健康必須的常量元素和微量元素，有些是有害于人體健康的，如汞、鎘、鉻、鉛、銅、鋅、鎳、鋇、釩、砷等。受 “ 三廢 ” 污染的地面水和工業(yè)廢水中有害金屬化合物的含量往往明顯增加。 危害 ：有害金屬侵入人的肌體后，將會使某些酶失去活性而出現不同程度的中毒癥狀。其毒性大小與金屬種類、理化性質、濃度及存在的價態(tài)和形態(tài)有關。 方法 ：測定水體中金屬元素廣泛采用的方法有分光光度法、原子吸收分光光度法、陽極溶出伏安法及容量法。 （二）金屬元素毒性 ? 元素的性質和濃度 自身性質決定其毒性強度，存在濃度 —生物效應關系。 ? 元素的存在形態(tài) 金屬有機化合物毒性高于相應無機金屬化合物 ? 元素存在的價態(tài) 同一元素的價態(tài)不同，其毒性差別很大。 Cr6+/Cr3+ ?元素化合物的水溶性 溶解性金屬化合物易于被生物吸收利用，毒性增大。 （三）重金屬元素的光譜法測定 1. 光譜分類 發(fā)射光譜 : 構成物質的分子 、 原子或離子 熱 、 電或化學等能激發(fā)所產生的光譜 。 吸收光譜 : 物質吸收光源輻射所產生的光譜 。 （ 1）原子吸收分光光度法基本原理 原子光激發(fā)過程可表示為： 式中 ， h 為普朗克常數 ，v 為光的頻率 。 電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài) （ 通常指第一激發(fā)態(tài) ， j＝ 1） 所產生的吸收譜線和從該激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所輻射的譜線 ， 分別稱為該元素原子的共振吸收線和共振發(fā)射線 ，簡稱 共振線 。 jEhvE ???? ??? 激發(fā)、發(fā)射0 En ——— Ej E3 ——— 較高激發(fā)態(tài) E2 ——— E1 ——— 第一激發(fā)態(tài) ΔE E0 ——— 基態(tài) 原子的能級狀態(tài) 當電子在兩個能級之間發(fā)生躍遷時，所吸收或釋放的能量必需等于兩個能級的能量之差，即： c為光速， λ 為光譜的波長。 共振線是所有譜線中最靈敏的。 基態(tài)元素原子蒸氣 吸收信號 共振線 原子吸收及原子熒光光譜法原子吸收光譜法和分析過程原子吸收光譜法的基本原理原子吸收光譜儀原子吸收光譜分析法基態(tài)原子數與溫度的關系原子吸收線的輪廓影響譜線變寬的因素光源原子吸收的測量分光儀檢測系統(tǒng)物理干擾及消除標準曲線法標準加入法對光源的要求銳線光源－空心陰極燈（構造及工作原理）外光路＋棱鏡（光柵）單色器自然寬度熱變寬碰撞變寬積分吸收峰值吸收及其測量原子化器火焰原子化器非火焰原子化器(石墨爐原子化器、氫化物發(fā)生原子化器）原子吸收光譜分析法的干擾火焰及種類原子化器：霧化器、混合室、燃燒器化學干擾及消除電離干擾及消除光譜干擾及消除單點標準加入法多點標準加入法基本原理原子熒光光譜法原子熒光的類型原子熒光光譜儀定量分析方法熒光強度及其與濃度的關系熒光猝滅共振熒光非共振熒光敏化原子熒光直躍線熒光階躍線熒光熱助線熒光原子化技術有： 火焰原子化和非火焰原子化；非火焰原子化包括，電熱原子化、氫化物發(fā)生并原子化、冷原子化等。 （ 2）原子吸收分光光度法定量方法 ① 對待測樣品的要求 清潔水樣 直接測定 工業(yè)廢水或生活污水 固體樣品 氣體樣品 動植物樣品 樣品預處理 分為：直接法、萃取法、離子交換 AAS法 直接吸入 AAS測定鎘（銅、鉛、鋅） 萃取火焰 AAS測定微量鎘（銅、鉛） 離子交換火焰 AAS測定微量鎘（銅、鉛） 石墨爐 AAS測定微量鎘（銅、鉛） （ 3）原子吸收分光光度法 (AAS)測定金屬元素 清潔水樣可不經預處理直接測定：污染的地面水和廢水需用硝酸或硝酸 — 高氯酸消解，并進行過濾、定容。將試樣溶液直接吸入噴霧于火焰中原子化，測量各元素對其特征光產生的吸收。