环境监测水质监测(采样预处理)

二、富集与分离


目的:当水样中的欲测组分含量低于分析方法 的检测限时，就必须进行富集或浓缩；当有共 存干扰组分时，就必须采取分离或掩蔽措施。 富集和分离往往是不可分割、同时进行的。 方法:过滤、挥发、蒸馏、溶剂萃取、离子交 换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩等，要结 合具体情况选择使用。
1、挥发法和蒸发浓缩
5、共沉淀法
（1）吸附作用共沉淀法
（2）生成混晶共沉淀法
（3）有机共沉淀剂共沉淀
6、吸附法




原理：吸附是利用多孔性的固体吸附剂将水样 中一种或数种组分吸附于表面，以达到分离的 目的 类型：常用的吸附剂有活性炭、氧化铝雹分子 筛、大网状树脂等。 解吸方法：被吸附富集于吸附剂表面的污染组 分，可用有机溶剂或加热解吸出来供测定。 应用：国内某单位用国产DA201大网状树脂富 集海水中ppb级有机氯农药，用无水乙醇解吸 ，石油醚萃取两次，经无水硫酸钠脱水后，用 气相色谱电子捕获检测器测定，对农药各种异 构体均得到满意地分离，其回收率均在80％以 上，且重复性好，一次能富集几升甚至几十升 海水。
第三节 水样的采集和保存
一、水样的的类型
1.瞬时水样 指在某一时间和地点从水体中随机采集的分散 水样。当水体水质稳定，或其组分在相当长的时 间或相当大的空间范围内变化不大时，瞬时水样 具有很好的代表性；当水体组分及含量随时间和 空间变化时，就应隔时、多点采集瞬时样，分别 进行分析，摸清水质的变化规律。 2.混合水样 指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样 的混合水样，这种水样在观察平均浓度时非常有 用，但不适用于被测组分在贮存过程中发生明显 变化的水样。
水样的保存
主要考虑：保存温度、保存酸碱度（pH）； 要求：①、减缓生物的作用；②、减缓化合物的水解和 氧化还原作用；③、减少组分的挥发和吸附损失；
措施： ①、选择适当材料的容器； ①、控制溶液的pH
值； ③、加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化反应；
④、冷藏或冷冻以降低细菌活性和化学反应速率。
保存水样的方法
图2.5 简易采水器和急流采水器示意图
图2.6 泵式采水器示意图
图2.7 废（污）水自动采水器示意图
（二）采样方法
采集表层Βιβλιοθήκη Baidu时，可用桶、瓶等容器直接采取。 一般将其沉至水面下0.3—0.5m处采集。 采集深层水时，可使用如图2－2（图略）所示 的带重锤的采样器沉入水中采集。将采样容器沉 降至所需深度（可从绳上的标度看出），上提细 绳打开瓶塞，待水样充满容器后提出。 对于水流急的河段，宜采用图2－3（图略）所 示的急流采样器。 测定溶解气体（如溶解氧）的水样，使用双瓶 采样器采集。
3.综合水样 把不同采样点同时采集的各个瞬时水 样混合后所得到的样品称综合水样。 这种水样在某些情况下更具有实际意 义。例如，当为几条废水河、渠建立 综合处理厂时，以综合水样取得的水 质参数作为设计的依据更为合理。
二、地面水样的采集
（一）采样前的准备 采样前，要根据监测项目的性质和采样方法的要求， 选择适宜材质的盛水容器和采样器，并清洗干净，此外， 还需准备好交通工具。交通工具常使用船只。 对采样器具的材质要求化学性能稳定，大小和形状 适宜，不吸附欲测组分，容易清洗并可反复使用。 采样仪器:水桶、简单采样瓶、急流采样器、测定水 中气体的采样装置，还有多种结构较复杂的采样器，例 如，深层采水器、电动采水器、自动采水器、连续自动 定时采水器等。
常用的吸附剂:活性炭activated charcoal、氧 化铝aluminum oxide、分子筛molecular sieve 等。
（二）废水样类型
1.瞬时废水样 对于生产工艺连续、稳定的工厂，所 排放废水中的污染组分及浓度变化不大， 瞬时水样具有较好的代表性。对于某些 特殊情况，如废水中污染物质的平均浓 度合格，而高峰排放浓度超标，这时也 可间隔适当时间采集瞬时水样，并分别 测定，将结果绘制成浓度-时间关系曲线， 以得知高峰排放时污染物质的浓度；同 时也可计算出平均浓度。
五、采集水样注意事项
1、区别对待 2、详细记录
六 流量的确定
1、地表水的流量测定
2、废水的流量测定
七、水样的的运输和保存
各种水质的水样，从采集到分析测定 这段时间内，由于环境条件的改变，微生 物新陈代谢活动和化学作用的影响，会引 起水样某些物理参数及化学组分的变化。 为将这些变化降低到最低程度，需要 尽可能地缩短运输时间、尽快分析测定和 采取必要的保护措施；有些项目必须在采 样现场测定。
2.平均废水样
由于工业废水的排放量和污染组分的浓度往 往随时间起伏较大，为使监测结果具有代表性， 需要增大采样和测定频率，但这势必增加工作 量，此时比较好的办法是采集平均混合水样或 平均比例混合水样。前者系指每隔相同时间采 集等量废水样混合而成的水样，适于废水流量 比较稳定的情况；后者系指在废水流量不稳定 的情况下，在不同时间依照流量大小按比例采 集的混合水样。有时需要同时采集几个排污口 的废水样，并按比例混合，其监测结果代表采 样时的综合排放浓度。
固相萃取法



工作原理基于：水样中欲测组分与共存干扰组 分在固相萃取剂上作用力强弱不同，使它们彼 此分离。固相萃取剂是含C18或C8、腈基、氨 基等基因的特殊填料。 将C18键合硅胶颗粒进一步加工制成以四氟乙烯 为网络的膜片，即为膜片型固相萃取剂。 膜片安装在砂芯漏斗中，在真空抽气条件下， 从漏斗加入水样，使其流过膜片，则被测组分 保留在膜片上，溶剂和其他不易保留的组分流 入承接瓶中，再加入适宜的溶剂，洗去膜片上 不需要的已被吸附的组分，最后用洗脱液将保 留在膜片上的被测组分淋洗下来，供分析测定 。
4、离子交换法



离子交换是利用离子交换剂与溶液中的离子 发生交换反应进行分离的方法。 离子交换剂可分为无机离子交换剂和有机离 子交换剂，目前广泛应用的是有机离子交换 剂，即离子交换树脂 强酸性阳离子树脂含有活性基团-SO3H、SO3Na等，一般用于富集金属阳离子。强 碱性阴离子交换树脂含有-N(CH3)3+X-基团 ，其中X-为OH-、Cl-、NO3-等，能在酸性、 碱性和中性溶液中与强酸或弱酸阴离子交换 ，应用较广泛。
三、地下水样的采集



从监测井中采集水样常利用抽水机设备。启动 后，先放水数分钟，将积留在管道内的杂质及 陈旧水排出，然后用采样容器接取水样。对于 无抽水设备的水井，可选择适合的专用采水器 采集水样。 对于自喷泉水，可在涌水口处直接采样。 对于自来水，也要先将水龙头完全打开，放水 数分钟，排出管道中积存的死水后再采样。 地下水的水质比较稳定，一般采集瞬时水样， 即能有较好的代表性
水样的消解方法
通风橱
微波消解装置
干灰化法
干灰化法又称高温分解法。其处理过程是；取 适量水样于白瓷或石英蒸发皿中，水浴蒸干，移 入马福炉，450—550℃灼烧到残渣呈灰白色，有 机物完全分解除去。取出蒸发皿，冷却，用适量2 ％HN03(或HCl)溶解样品灰分，过滤，滤液定容 后供测定。 本方法不适用于处理测定易挥发组分(如砷、 汞、镉、硒、锡等)的水样。
蒸发浓缩
2、蒸馏法
3、萃取法
溶剂萃取法类型



有机物质的萃取：分散在水相中的有机物质易被 有机溶剂萃取，利用此原理可以富集分散在水样 中的有机污染物质。 无机物的萃取：物质在水相中均以水合离子状态 存在，要先加入试剂，使其与水相中的离子态组 分相结合，生成一种不带电、易溶于有机溶剂的 物质。该试剂与有机相、水相共同构成萃取体系 。 根据生成可萃取物类型的不同，可分为整合 物萃取体系、离子缔合物萃取体系、三元络合物 萃取体系和协同萃取体系等。
四、废水样品的采集
（一）采样方法
1.浅水采样：可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料 长把勺采集。 2.深层水采样：可使用专制的深层采水器采集，也 可将聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。 3.自动采样：采用自动采样器或连续自动定时采样 器采集。例如，自动分级采样式采水器，可在一 个生产周期内，每隔一定时间将一定量的水样分 别采集在不同的容器中；自动混合采样式采水器 可定时连续地将定量水样或按流量比采集的水样 汇集于一个容器内。
（一）、冷藏法 （二）、化学试剂加入法 1.加抑制细菌试剂法 2.酸化法 3.碱化法 4.加入氧化剂或还原剂
第四节 水样的预处理
1 水样的消解 2 富集与分离
一、水样的消解




当测定含有机物水样中的无机元素时，需进行消 解处理。 （一）目的：破坏有机物，溶解悬浮性固性，将 各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成 易于分离的无机化合物。 （二）要求：消解后的水样应清澈、透明、无沉 淀。 （三）方法：消解水样的方法有湿式消解法和干 式分解法(干灰化法)。