环境监测期末复习资料

环境监测

第二章水和废水监测

1、金属化合物的测定——汞的测定

测定汞的方法有：双硫腙分光光度法、冷原子吸收光谱法、冷原子荧光光谱法、原子荧光光谱法。

双硫腙分光光度法：测定多种金属元素的标准方法，but 测定条件要求严格，操作较繁琐；

其他三种方法是测定水中微量、痕量汞的特效方法，测定简便，干扰因素少，灵敏度高。

（1）分光光度法：

*定性分析基础、定量分析基础（吸收峰峰值波长处的吸光度与被测物质的浓度之间的关系符合朗伯—比尔定律，在一定实验条件下，二者呈线性关系）

朗伯—比尔定律：①吸光度A与光程呈正比

②吸光度A与浓度C呈正比（浓度大时，有时偏高）

③吸光度A与浓度、光程

测定要点：

水样在酸性介质中于95 ℃用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转化为二价汞后，用盐酸羟胺还原剩余氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子反应生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再加入碱液洗去萃取液中过量的双硫腙，于485nm处测其吸光度，以标准工作曲线法定量。

*注意事项

①加盐酸羟胺不能过量

②对试剂纯度要求高，特别是双硫腙的纯化，对于提高汞螯合物的稳定性和测

定准确度极为重要

③有色螯合物对光极为敏感，要求在避光或在半暗室内操作

④为消除铜离子等共存金属的干扰，在碱洗脱液中加入1%EDTA-2Na盐进行掩蔽。

（2）冷原子吸收法

*原理：水样经消解后，将各种形态的汞转变为二价汞，再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞。利用汞易挥发的特点，在温室下通入空气或氮气流将其气化，载入冷原子吸收测汞仪，测量对特征波长光的吸光度，与汞标准溶液的吸光度进行比较测量。

测定要点：

①水样预处理，在硝酸—硫酸介质中，加入高锰酸钾和过硫酸钾溶液，于近沸或煮沸状态下消解水样。（对于较清洁的水样，可以用溴酸钾—溴化钾混合液在酸性介质中于20℃以上温室消解水样。）过剩的氧化剂在临测前用盐酸羟胺溶液还原。

②空白试样的制备，用无汞蒸馏水代替水样，按照水样制备步骤制备空白水样。

③绘制标准曲线，配置系列汞标准溶液，分别吸取适量注入还原瓶内，加入氯化亚锡溶液，迅速通入载气，记录指示表最高读数或记录仪的峰高。用同法测定空白试样，以扣除空白后的各测量值为纵坐标，相应标准溶液的浓度为横坐标，绘制出标准曲线。

④水样的测定，取适量处理好的水样于还原瓶中，按照测定标准的方法测其最高读数或峰高，从标准曲线查得汞的浓度，再乘以水样稀释倍数，即得水样汞的浓

度。

（3）冷原子荧光法

*原理：该方法是将水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸汽，吸收253.7nm的紫外光后，被激发而发射特征共振荧光，在一定的测量条件下和较低的浓度范围内，荧光强度与汞离子浓度成正比。

*冷原子荧光测汞仪的工作原理与冷原子吸收测汞仪相比，不同之处，在于后者测量的是特征紫外光在吸收池被汞蒸气吸收后的透射光强，而冷原子荧光测汞仪是测量吸收池中汞原子蒸气吸收特征紫外光被激发后所发射的特征荧光强度，其光电倍增管必须放在与吸收池相垂直的方向上。

*其他金属化合物的测定

（1）镉主要有原子分光光度法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法、电耦合等离子发射光谱法

①火焰原子吸收法中，如果试样的基体组成复杂且对测定有明显干扰时，则在标准曲线呈线性关系的浓度范围内，可使用标准加入法。Px,Px+P0，Px+2P0,Px+3P0,Px+4P0.可得Px。该方法只能消除基体效应的影响，不能消除背景值的影响，故应扣除背景值。

②石墨炉原子吸收法测定镉、铜、铅，弊端是清洗困难。

④阳极溶出伏安法：先使待测离子于适宜的条件下在微电极（汞电极或者汞膜

电极）上进行富集，然后再利用改变电极电位的方法将被富集的金属氧化溶出，并记录其伏安曲线，根据溶出峰电位进行定性；根据峰电流大小进行定量。

2、非金属化合物的测定——溶解氧

水中的溶解氧至少在4mg/L以上，否则鱼类呼吸困难。

清洁水可用碘量法，受污染的地面水和工业废水必须用修正的碘量法或氧化电极法。

（1）碘量法

在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧将二价锰氧化为四价锰，并生成氢氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四价锰又可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧含量。反应式如下：

（2）修正的碘量法

当水中含有氧化性物质、还原性物质及有机物时，会干扰测定。

①叠氮化钠修正法

水中有亚硝酸盐时，会干扰碘量法测定溶解氧，碘化钾可以氧化亚硝酸盐，不断生成碘单质，因此加入叠氮化钠可将亚硝酸盐分解。

分解亚硝酸盐的反应为:

亚硝酸盐与碘化钾的反应为:

新溶入的氧气将和N2O2作用,再次形成亚硝酸盐.

当水中三价铁离子含量较高时,干扰测定,可加入氟化钾或用磷酸代替硫酸酸化来消除。（磷酸根能与3+铁离子络合）

但应注意，叠氮化钠是剧毒、易爆试剂,不能将碱性碘化钾—叠氮化钠溶液直接酸化，以免产生有毒性的叠氮酸雾。

②高锰酸钾修正法

该法适用于含大量亚铁离子，不含其他还原剂及有机物的水样。用高锰酸钾氧化亚铁离子，消除干扰，过量的高锰酸钾用草酸钠除去，生成高价铁离子用氟化钾掩蔽，其他同碘量法。

3、非金属化合物——氟化物的测定

离子选择电极法注意事项

某些高价阳离子（如AL3+，Fe3+）及氢离子能与氟离子络合而干扰测定；在碱性条件下，OH-的浓度大于F-的1/10时也有干扰，常采用加入总离子强度调节剂（TISAB）的方法消除之。

TISAB是一种含有强电解质、络合剂、pH缓冲剂的溶液，其作用是：①消除标准溶液与被测溶液的离子强度差异，使离子活度系数保持一致；②络合干扰离子，使络合态的氟离子释放出来；③缓冲pH变化，保持溶液有合适的pH范围（5~8）。

4、非金属化合物——氨氮

* 人们对水和废水中关注的几种形态的氮是氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮和总氮。

氨氮：水中的氨氮是指以游离态氨（NH3）和离子氨（NH4+）形式存在的氮，两者的组成比决定于水的pH值。

凯氏氮：是指以基耶达法测得的含氮量。它包括氨氮和在此条件下能转化为铵盐而被测定的有机氮化合物。

总氮：水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。其测定方法是采用过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐，用紫外分光光度法或离子色谱法、气相分子吸收光谱法测定。

氨氮的测定——纳氏试剂分光光度法

在经絮凝沉淀或蒸馏法预处理的水样中，加入碘化汞和碘化钾的强碱溶液（纳氏试剂），则与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内有强烈的吸收，通常使用410~425nm 范围波长光比色定量。

水样的保存：在水样中加硫酸，使pH<2, 4℃ ,保存期是24h，可加入HgCL2，可抑制生物的氧化还原作用。

*亚硝酸盐氮的测定

N-1(1-萘基)-乙二胺分光光度法