环境监测课件第二节 水样的采集、保存和预处理
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灼烧减重粗略代表有机物含量1844105103cocohcovs挥发性溶解固体vds固定性溶解固体fds固定性悬浮固体fss挥发性悬浮固体vss悬浮固体ss固定性固体fs各种固体的关系可沉固体1l水样在特制的锥形筒内静置1h后所沉下的悬浮物质的量mgl2测定意义1饮用水水源清洁天然水采用ts代替dsss很少饮用水源一般要求ts500mgl常规给水处理方法不易降低含2废水处理厂设计ss和vss可用来表示废水的强度是废水处理厂设计的重要参数亦可用于评价废水处理设备处理效果可沉固体结果可用来确定该废水是否需要沉淀处理估算所需沉淀设备及沉渣部分的容量估计此废水进入天然水体后的沉降性能3总含盐量溶解固体与电导率1总含盐量总矿化度2总含盐量与溶解固体ds总含盐量mgldsmgl12hcomgmglmg3溶解固体ds与电导率dsmgl055070suscm一般估算系数可取067
- 有机物 - 浮游生物、微生物等
（4）测定方法 比浊法：标准系列配制、目视比较（100mL
比色管，黑色底板） 分光光度法：标准曲线法：
硫酸肼-六次甲基四胺混合标液， 680nm下测定吸光度
吸光度>100度时，需稀释后测定 散射法：散射浊度计
（5）测定意义
通常仅用于天然水和用水，重要水质指标(水体可能受污 染的标志)，吸附病毒、菌、其他有害物质；影响消毒 效果。
SS和VSS可用来表示废水的强度，是废水处理厂设 计的重要参数，亦可用于评价废水处理设备处理 效果
可沉固体结果可用来确定该废水是否需要沉淀处理， 估算所需沉淀设备及沉渣部分的容量，估计此废 水进入天然水体后的沉降性能
3、总含盐量、溶解固体与电导率
（1）总含盐量（总矿化度）
总含 m /L ） g 盐 阳m 量 离 ） g 阴 （ 子 /L m 离 / （ L ） g
生活污水和工业废水含有大量悬浮物，一般只做悬浮固体 测定
饮用水：感官指标（3-5度）
自然水体：妨碍光线向水体中的透射，影响水生生 物生存和水体的娱乐用途
工业用水：造纸（2-5度），纺织漂染（5度），半导 体集成电路（0度），冷却水（50-100度）
水厂设计和运转：处理设备选型和设计的重要参数， 运转和投药量的重要控制指标
1、物理性监测指标
水温（℃）, 嗅与味（描述性文字），浊度（度-目 视比浊法，NTU-散射浊度计法），色度（度）， 电导率（S/m, mS/m）……
2、化学性监测指标
mg/L（最广泛采用单位），μg/L，meq/L, mmol/L,
硬度(法国度，德国度，英国度…) 3、微生物监测指标
CFU/ml
第三节 物理性质测定
氯化物 金属 铬 硬度 酸度、碱度 溶解氧 氨氮 BOD5 油 有机氯农药 酚
水样采集量 监测项目 mL
50
溴化物
1000 碘化物
100 氰化物
100 硫酸盐
100 硫化物
300 COD
400 苯胺类
1000 硝基苯
1000 砷
2000 显影剂类
1000
水样采集量 mL
100 100 500 50 250 100 200 100 100 100
应速率
色度、生物机体等
（3）其他措施 - 现场完成部分分析步骤（DO测定） - 现场富集（巯基棉富集重金属）
三、水样的预处理
• 环境样品中污染物种类多，成份复杂， 存在大量干扰物质；而且多数待测组 分浓度低，存在形态各异。一般在分 析测定前需作样品预处理。
• 预处理方法：
– 消解与灰化--重金属分析 – 挥发与蒸馏--非金属无机物分析 – 溶剂萃取--有机物分析 – 其它方法：离子交换法、共沉淀法、吸
常用的保存剂的作用和应用范围
保存剂
HgCl2 HNO3 H2SO4
作用
适用的监测项目
细菌抑制剂
各种形式的氮或磷
金属溶剂，防止沉淀
多种金属
细菌抑制剂，与有机物形 有机水样（COD、TOC、油和
成盐类
油脂）
NaOH
与挥发性化合物形成盐类 氰化物、有机酸类、酚类等
冷藏或冷冻 细菌抑制剂，减缓化学反 酸度、碱度、有机物、BOD、
（VDS）
挥发性固体 （VS）
溶解固体（DS）
各种固体的关系
- 可沉固体 1L水样在特制的锥形筒内静置1h后，所沉下 的悬浮物质的量（mg/L）
2、测定意义
（1）饮用水水源
清洁天然水采用TS代替DS(SS很少)，饮用水源一般 要求TS<500mg/L，常规给水处理方法不易降低含 盐量
（2）废水处理厂设计
（4）电导率应用
➢ 检验蒸馏水、去离子水或超纯水的纯度 ➢ 估计水中DS的含量 ➢ 用于锅炉用水和纯水制备中的自动控制 ➢ 用于河流、水库水等受污染情况的监测
不同水质的含盐量、电导率（25℃）
水的种类
海水
咸水 自来水 普通蒸馏水 纯水（去离子水）
高纯水 理论纯水极限值 （25℃） 理论纯水极限值 （20℃）
pH高颜色深； 用K2Cr2O7-CoSO4代替K2PtCl6-CoCl2（价廉）
- 稀释倍数法
工业废水的颜色通常采用文字描述，同时辅以 稀释倍数法
方法：在50mL比色管中，将水样稀释到肉眼 观察与无色水相同的最低稀释倍数，作为该 水样的色度
优缺点：量的概念，且有国家标准；主观因素
（3）测定意义
3、采样方法
（1）地表水
– 船只采样 – 桥梁采样 – 索道采样 – 涉水采样
（2）废水污水
– 浅水采样 – 深层水采样：利用自动采样器或连续自
动定时采样器采集
二、水样的保存
1、影响水质变化的因素
– 物理作用：挥发、器壁吸附、溶解等 – 化学作用：氧化还原、水解沉淀、络合等 – 生物作用：硝化反硝化、养分、氧化降解等
3、保存方法
（1）冷藏法 2-5oC低温暗室保存。抑制生物活性，减缓反 应速率
（2）加入保存剂 ➢ 硝酸保存: 防止金属沉淀和器壁吸附 ➢ 硫酸保存: 抑制细菌分解（有机物、氨、 胺类……） ➢ NaOH保存: CN-, 防止物质挥发和细菌分解 ➢ 生物保存: 酚，防止微生物生长 ➢ 沉淀保存: S2-，Zn(Ac)2 保存
污水和工业废水化学处理，采用浊度控制化学药剂 的投加量
二、水中的固体
水中除溶解的气体外，其他一切杂质都应划分为在 水中固体物质之中（包括有机、无机化合物和各 种生物体）
1、分类与测定方法
– 总固体（TS）：103-1050C烘干称重
2HC3O 1 03 10 05C CO 32CO 2H2O C2H O 2C H3 2O O42 461181 2
第二节 水样的采集、保存和预处理
一、水样的采集 二、水样的保存 三、水样的预处理 四、水质分析结果的表示方法
水样采集和保存是水质分析的重要环节之一， 原则： – 水样必须具有足够的代表性 – 水样必须不受任何意外的污染 具体措施： – 合理的采样位置和采样时间 – 科学的采样技术
一、水样的采集
1、采水设备
含盐量 （mg/L） 10000～40000
1000～10000 100～1000
3～20 0.1～3
<0.1 ～0
～0
电导率 （微姆欧/厘米）
100～1000 10 1
0.1 0.05
0.04
作业：
• 某污水水样100mL，置于重量为46.4718g的 古氏坩埚中过滤，烘干后称重为46.5036g ，然后，再将此坩埚置于600℃下灼烧，最 后再称重为46.4848g。另取同一水样100mL ，放在重量为67.9624g的蒸发皿中，在 105℃下蒸干冷却后称重为68.0138g。试计 算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体 、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体各多 少？（结果以mg/L表示）
（1）采水器：
常用采水器 急流采水器 溶解气体采水器
（2） 贮水器：
聚乙烯塑料容器 硬质玻璃容器
水样采集量
监测项目
悬浮物 色度 嗅 浊度 pH值 电导率 凯氏氮 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮 磷酸盐 氟化物
水样采集量 mL
100 50 200 100 50 100 500 100 50 50 300
监测项目
组分沸点差异，加热蒸馏。有消解、富集和分离 作用（氰化物、挥发酚、氟 化物、氨氮等测定）
3、溶剂萃取
➢直接萃取—有机物质（相似相溶原理） ➢螯合萃取—无机金属离子 ➢固相微萃取
4、吸附法
• 活性炭吸附 • 巯基棉吸附
四、分析结果的表示方法
水质分析中，监测项目不同或采用的分析方法 不同，分析结果的表示方法也不同
– 溶解固体（DS）与悬浮固体（SS） 过滤（0.45um滤膜），烘干，称重
– 挥发性固体（VS）与固定性固体（FS） 烘干，6000C灼烧，称重。 灼烧减重，粗略代表有机物含量
悬浮固体（SS）
固定性固体 （F
固定性溶解固体 挥发性溶解固体
（FDS）
附法等
1、消解与灰化
（1）目的 消除干扰，转化形态，浓缩水样
（2）方法 - 混酸消解法：
HNO3，HNO3-H2SO4 ， HNO3-HClO4， HNO3-HF，KMnO4-H2SO4
- 干灰化法 - 微波消解法
微波高压密闭消解样品
2、挥发与蒸馏
（1）挥发：待测物质挥发度较大，惰性气体吹出
（2）蒸馏：
2、浊度
（1）浊度：水中不溶性物质对光线透过时的阻碍程度。 浊度与色度：均是水的光学性质。溶解物质-色
度，不溶物质-浊度
浊度与不溶物重量浓度：无定量关系，光学
效应（与不溶物浓度、颗粒大小、形状、折射指 数等性质有关）
（2）浊度单位：规定1mgSiO2/L为1个浊度单位 （3）来源：悬浮物质
- 泥沙、无机胶体物
（2）总含盐量与溶解固体(DS) 总含盐量(mg/L) = DS (mg/L) +1/2HCO3- (mg/L)
（3）溶解固体(DS)与电导率
DS(mg/L) ≈ (0.55~0.70)S （uS/cm） ➢ 一般估算系数可取0.67。 ➢ 若水中含有较多的游离酸或苛性碱度，此系
数可能<0.55； ➢ 若水中含有大量盐分，则有可能超过0.70
一、水的感官物理性状
1、颜色
纯净的水是无色透明的，天然水、海水、生活污水、 工业废水呈现出一定的颜色
（1）分类： - 真色：完全除去水中悬浮物后呈现的颜色（溶解
和胶体物质所致） - 表色：没有除去水中悬浮物时呈现的颜色。 水质分析中所表示的颜色，常指水的真色
清洁水浊度很低，真色即为表色； 有色工业废水的真色与表色相差较大
（2）测定方法 去除悬浮物方法：静止，离心分离法
- 铂钴比色法
标准：K2PtCl6-CoCl2（1.0 : 0.5mg/L）混合标液 色度：1mg/L以PtCl62-离子存在的Pt产生的颜色，定义为1度 作法：目视比色法 适用范围：较清洁的地表水及地下水的测量（黄绿色调） 注意事项：特殊颜色水样（文字描述）；
2、水样保存的作用和目的
– 减缓水样的生物化学作用 – 减缓化合物或络合物的氧化-还原作用 – 减少被测组分的挥发损失 – 避免沉淀、吸附或结晶物析出所引起的组
分变化
水样的允许存放时间
水样种类
清洁水样 轻度污染的水样 受污染的水样 污水
允许存放时间
72小时（3d） 48小时（2d） 12小时（0.5d） 存放时间越短越好
饮用水：感官质量评价的重要指标，卫生学意 义不大。源水≦75度，经过自来水厂混凝、沉 淀和过滤等常规处理，出水即可达到饮用水标 准（15度）
环境水体：减弱光线的穿透，降低浮游植物光 合作用；水有异色应引起重视（污染）
工业用水：影响产品质量。
造纸（15-30度）； 纺织（10-12度）； 漂染（5-10度）
- 有机物 - 浮游生物、微生物等
（4）测定方法 比浊法：标准系列配制、目视比较（100mL
比色管，黑色底板） 分光光度法：标准曲线法：
硫酸肼-六次甲基四胺混合标液， 680nm下测定吸光度
吸光度>100度时，需稀释后测定 散射法：散射浊度计
（5）测定意义
通常仅用于天然水和用水，重要水质指标(水体可能受污 染的标志)，吸附病毒、菌、其他有害物质；影响消毒 效果。
SS和VSS可用来表示废水的强度，是废水处理厂设 计的重要参数，亦可用于评价废水处理设备处理 效果
可沉固体结果可用来确定该废水是否需要沉淀处理， 估算所需沉淀设备及沉渣部分的容量，估计此废 水进入天然水体后的沉降性能
3、总含盐量、溶解固体与电导率
（1）总含盐量（总矿化度）
总含 m /L ） g 盐 阳m 量 离 ） g 阴 （ 子 /L m 离 / （ L ） g
生活污水和工业废水含有大量悬浮物，一般只做悬浮固体 测定
饮用水：感官指标（3-5度）
自然水体：妨碍光线向水体中的透射，影响水生生 物生存和水体的娱乐用途
工业用水：造纸（2-5度），纺织漂染（5度），半导 体集成电路（0度），冷却水（50-100度）
水厂设计和运转：处理设备选型和设计的重要参数， 运转和投药量的重要控制指标
1、物理性监测指标
水温（℃）, 嗅与味（描述性文字），浊度（度-目 视比浊法，NTU-散射浊度计法），色度（度）， 电导率（S/m, mS/m）……
2、化学性监测指标
mg/L（最广泛采用单位），μg/L，meq/L, mmol/L,
硬度(法国度，德国度，英国度…) 3、微生物监测指标
CFU/ml
第三节 物理性质测定
氯化物 金属 铬 硬度 酸度、碱度 溶解氧 氨氮 BOD5 油 有机氯农药 酚
水样采集量 监测项目 mL
50
溴化物
1000 碘化物
100 氰化物
100 硫酸盐
100 硫化物
300 COD
400 苯胺类
1000 硝基苯
1000 砷
2000 显影剂类
1000
水样采集量 mL
100 100 500 50 250 100 200 100 100 100
应速率
色度、生物机体等
（3）其他措施 - 现场完成部分分析步骤（DO测定） - 现场富集（巯基棉富集重金属）
三、水样的预处理
• 环境样品中污染物种类多，成份复杂， 存在大量干扰物质；而且多数待测组 分浓度低，存在形态各异。一般在分 析测定前需作样品预处理。
• 预处理方法：
– 消解与灰化--重金属分析 – 挥发与蒸馏--非金属无机物分析 – 溶剂萃取--有机物分析 – 其它方法：离子交换法、共沉淀法、吸
常用的保存剂的作用和应用范围
保存剂
HgCl2 HNO3 H2SO4
作用
适用的监测项目
细菌抑制剂
各种形式的氮或磷
金属溶剂，防止沉淀
多种金属
细菌抑制剂，与有机物形 有机水样（COD、TOC、油和
成盐类
油脂）
NaOH
与挥发性化合物形成盐类 氰化物、有机酸类、酚类等
冷藏或冷冻 细菌抑制剂，减缓化学反 酸度、碱度、有机物、BOD、
（VDS）
挥发性固体 （VS）
溶解固体（DS）
各种固体的关系
- 可沉固体 1L水样在特制的锥形筒内静置1h后，所沉下 的悬浮物质的量（mg/L）
2、测定意义
（1）饮用水水源
清洁天然水采用TS代替DS(SS很少)，饮用水源一般 要求TS<500mg/L，常规给水处理方法不易降低含 盐量
（2）废水处理厂设计
（4）电导率应用
➢ 检验蒸馏水、去离子水或超纯水的纯度 ➢ 估计水中DS的含量 ➢ 用于锅炉用水和纯水制备中的自动控制 ➢ 用于河流、水库水等受污染情况的监测
不同水质的含盐量、电导率（25℃）
水的种类
海水
咸水 自来水 普通蒸馏水 纯水（去离子水）
高纯水 理论纯水极限值 （25℃） 理论纯水极限值 （20℃）
pH高颜色深； 用K2Cr2O7-CoSO4代替K2PtCl6-CoCl2（价廉）
- 稀释倍数法
工业废水的颜色通常采用文字描述，同时辅以 稀释倍数法
方法：在50mL比色管中，将水样稀释到肉眼 观察与无色水相同的最低稀释倍数，作为该 水样的色度
优缺点：量的概念，且有国家标准；主观因素
（3）测定意义
3、采样方法
（1）地表水
– 船只采样 – 桥梁采样 – 索道采样 – 涉水采样
（2）废水污水
– 浅水采样 – 深层水采样：利用自动采样器或连续自
动定时采样器采集
二、水样的保存
1、影响水质变化的因素
– 物理作用：挥发、器壁吸附、溶解等 – 化学作用：氧化还原、水解沉淀、络合等 – 生物作用：硝化反硝化、养分、氧化降解等
3、保存方法
（1）冷藏法 2-5oC低温暗室保存。抑制生物活性，减缓反 应速率
（2）加入保存剂 ➢ 硝酸保存: 防止金属沉淀和器壁吸附 ➢ 硫酸保存: 抑制细菌分解（有机物、氨、 胺类……） ➢ NaOH保存: CN-, 防止物质挥发和细菌分解 ➢ 生物保存: 酚，防止微生物生长 ➢ 沉淀保存: S2-，Zn(Ac)2 保存
污水和工业废水化学处理，采用浊度控制化学药剂 的投加量
二、水中的固体
水中除溶解的气体外，其他一切杂质都应划分为在 水中固体物质之中（包括有机、无机化合物和各 种生物体）
1、分类与测定方法
– 总固体（TS）：103-1050C烘干称重
2HC3O 1 03 10 05C CO 32CO 2H2O C2H O 2C H3 2O O42 461181 2
第二节 水样的采集、保存和预处理
一、水样的采集 二、水样的保存 三、水样的预处理 四、水质分析结果的表示方法
水样采集和保存是水质分析的重要环节之一， 原则： – 水样必须具有足够的代表性 – 水样必须不受任何意外的污染 具体措施： – 合理的采样位置和采样时间 – 科学的采样技术
一、水样的采集
1、采水设备
含盐量 （mg/L） 10000～40000
1000～10000 100～1000
3～20 0.1～3
<0.1 ～0
～0
电导率 （微姆欧/厘米）
100～1000 10 1
0.1 0.05
0.04
作业：
• 某污水水样100mL，置于重量为46.4718g的 古氏坩埚中过滤，烘干后称重为46.5036g ，然后，再将此坩埚置于600℃下灼烧，最 后再称重为46.4848g。另取同一水样100mL ，放在重量为67.9624g的蒸发皿中，在 105℃下蒸干冷却后称重为68.0138g。试计 算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体 、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体各多 少？（结果以mg/L表示）
（1）采水器：
常用采水器 急流采水器 溶解气体采水器
（2） 贮水器：
聚乙烯塑料容器 硬质玻璃容器
水样采集量
监测项目
悬浮物 色度 嗅 浊度 pH值 电导率 凯氏氮 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮 磷酸盐 氟化物
水样采集量 mL
100 50 200 100 50 100 500 100 50 50 300
监测项目
组分沸点差异，加热蒸馏。有消解、富集和分离 作用（氰化物、挥发酚、氟 化物、氨氮等测定）
3、溶剂萃取
➢直接萃取—有机物质（相似相溶原理） ➢螯合萃取—无机金属离子 ➢固相微萃取
4、吸附法
• 活性炭吸附 • 巯基棉吸附
四、分析结果的表示方法
水质分析中，监测项目不同或采用的分析方法 不同，分析结果的表示方法也不同
– 溶解固体（DS）与悬浮固体（SS） 过滤（0.45um滤膜），烘干，称重
– 挥发性固体（VS）与固定性固体（FS） 烘干，6000C灼烧，称重。 灼烧减重，粗略代表有机物含量
悬浮固体（SS）
固定性固体 （F
固定性溶解固体 挥发性溶解固体
（FDS）
附法等
1、消解与灰化
（1）目的 消除干扰，转化形态，浓缩水样
（2）方法 - 混酸消解法：
HNO3，HNO3-H2SO4 ， HNO3-HClO4， HNO3-HF，KMnO4-H2SO4
- 干灰化法 - 微波消解法
微波高压密闭消解样品
2、挥发与蒸馏
（1）挥发：待测物质挥发度较大，惰性气体吹出
（2）蒸馏：
2、浊度
（1）浊度：水中不溶性物质对光线透过时的阻碍程度。 浊度与色度：均是水的光学性质。溶解物质-色
度，不溶物质-浊度
浊度与不溶物重量浓度：无定量关系，光学
效应（与不溶物浓度、颗粒大小、形状、折射指 数等性质有关）
（2）浊度单位：规定1mgSiO2/L为1个浊度单位 （3）来源：悬浮物质
- 泥沙、无机胶体物
（2）总含盐量与溶解固体(DS) 总含盐量(mg/L) = DS (mg/L) +1/2HCO3- (mg/L)
（3）溶解固体(DS)与电导率
DS(mg/L) ≈ (0.55~0.70)S （uS/cm） ➢ 一般估算系数可取0.67。 ➢ 若水中含有较多的游离酸或苛性碱度，此系
数可能<0.55； ➢ 若水中含有大量盐分，则有可能超过0.70
一、水的感官物理性状
1、颜色
纯净的水是无色透明的，天然水、海水、生活污水、 工业废水呈现出一定的颜色
（1）分类： - 真色：完全除去水中悬浮物后呈现的颜色（溶解
和胶体物质所致） - 表色：没有除去水中悬浮物时呈现的颜色。 水质分析中所表示的颜色，常指水的真色
清洁水浊度很低，真色即为表色； 有色工业废水的真色与表色相差较大
（2）测定方法 去除悬浮物方法：静止，离心分离法
- 铂钴比色法
标准：K2PtCl6-CoCl2（1.0 : 0.5mg/L）混合标液 色度：1mg/L以PtCl62-离子存在的Pt产生的颜色，定义为1度 作法：目视比色法 适用范围：较清洁的地表水及地下水的测量（黄绿色调） 注意事项：特殊颜色水样（文字描述）；
2、水样保存的作用和目的
– 减缓水样的生物化学作用 – 减缓化合物或络合物的氧化-还原作用 – 减少被测组分的挥发损失 – 避免沉淀、吸附或结晶物析出所引起的组
分变化
水样的允许存放时间
水样种类
清洁水样 轻度污染的水样 受污染的水样 污水
允许存放时间
72小时（3d） 48小时（2d） 12小时（0.5d） 存放时间越短越好
饮用水：感官质量评价的重要指标，卫生学意 义不大。源水≦75度，经过自来水厂混凝、沉 淀和过滤等常规处理，出水即可达到饮用水标 准（15度）
环境水体：减弱光线的穿透，降低浮游植物光 合作用；水有异色应引起重视（污染）
工业用水：影响产品质量。
造纸（15-30度）； 纺织（10-12度）； 漂染（5-10度）