㈠ 工業廢水中測硫化物和硫酸鹽的區別
1 用Zn(Ac)_2沉澱水來中 S~=,抽濾除源去水中其他雜質,使沉澱在鹼性條件下被H_2O_2氧化成SO_4~=,用帶電導檢測器的離子色譜儀測定SO_4~=,換算成S~=含量。 檢出限為0.02mg/1。
2 以亞甲蘭法為基礎,顯色反應在自製的小檢測管內進行,通過與標准色列管進行比較來確定樣品中S^2-的含量。
3 在含硫污水中加入乙酸鋅,通過高速離心法進行預處理,得到硫化鋅沉澱,倒出部分上清液,再加入弱鹼性水與顯色劑反應,最後通過分光度計或比色法測定硫化物的含量。
㈡ 廢水中硫酸根濃度測定方法
硫酸根的測定,可在酸性溶液中,鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉澱,並釋放出鉻酸根離子。溶液中和後多餘的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉澱狀態,經過濾除去沉澱。在鹼性條件下,鉻酸根離子呈現黃色,測定其吸光度可知硫酸鹽的含量。具體操作可參考《硫酸鹽的測定 鉻酸鋇分光光度法》HJ/T 342-2007。具體廢水處理問題可到環保通進行提問、交流。
㈢ 硫酸鋇灼燒稱量法
方法提要
在鹽酸中,硫酸鹽與加入的氯化鋇反應生成硫酸鋇沉澱。沉澱反應在接近沸騰的溫度下進行,並在陳化一段時間之後過濾,用水洗到無氯離子,烘乾或灼燒沉澱,稱硫酸鋇的質量。
本法適用於地面水、地下水、含鹽水、生活污水及工業廢水中硫酸鹽的測定。
測定范圍10~5000mg/L(SO2-4計)。
試劑
碳酸鈉無水。
鹽酸。
氫氧化銨。
氯化鋇溶液(100g/L)稱取100g二水合氯化鋇(BaCl2·2H2O)溶於約800mL水中,加熱有助於溶解,冷卻溶液並稀釋至1000mL。貯存於玻璃或聚乙烯瓶中。此溶液能長期保存穩定。此溶液1mL可沉澱約40mgSO2-4(注意:氯化鋇有毒,謹防入口)。
硝酸銀溶液(約0.1mol/L)稱取1.7gAgNO3溶於80mL水中,加0.1mLHNO3,稀釋至100mL,貯存於棕色玻璃瓶中,避光保存長期穩定。
甲基紅指示劑溶液(1g/L)。
分析步驟
吸取100.0mL水樣置於500mL燒杯中,加兩滴甲基紅指示劑,用適量(1+1)HCl和(1+1)NH4OH調至顯橙黃色,再加入2mL(1+1)HCl,加水使燒杯中溶液的總體積至200mL,加熱煮沸至少5min。
在不斷的攪拌下緩慢加入熱的BaCl2溶液,直到不再出現沉澱為止;然後多加2mL,在80~90℃下保持不少於2h,或在室溫至少放置6h,最好過夜陳化沉澱。
用少量無灰過濾紙紙漿與BaSO4沉澱混合,用定量緻密濾紙過濾,用熱水轉移並洗滌沉澱,用幾份少量溫水反復洗滌沉澱物,直至洗滌液不含氯化物為止。濾紙和沉澱一起,置於事先在800℃灼燒恆量後的磁坩堝中烘乾,小心灰化濾紙後(不要讓濾紙燒出火焰),將坩堝移入高溫爐中,在800℃灼燒1h,放在乾燥器內冷卻,稱量,直至灼燒恆量。
洗滌過程中氯化物的檢驗:在含有約5滴AgNO3溶液的小燒杯中收集約5滴洗滌液,如果沒有沉澱生成或者不顯渾濁,即表明沉澱中已不含氯離子。
按下式計算硫酸根(SO2-4)的含量:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:ρ(SO2-4)為硫酸根(SO2-4)的質量濃度,mg/L;m1為磁坩堝與沉澱出硫酸鋇的質量,g;m0為磁坩堝的質量,g;V為水樣體積,mL;0.4116為BaSO4質量換算為SO2-4的因數。
注意事項
1)在分析開始的預處理階段,在酸性條件下煮沸可使以亞硫酸鹽和硫化物分別以二氧化硫和硫化氫的形式趕出。在廢水中它們的濃度很高,發生2H2S+SO2-4+2H→3S↓+3H2O反應時,生成的單體硫應該過濾除去,以免影響測定結果。
2)在酸性介質中進行沉澱可以防止碳酸鋇和磷酸鋇沉澱,但是酸度高會使硫酸鋇沉澱的溶解度增大。
3)試樣中若有懸浮物、二氧化硅、硝酸鹽和亞硝酸鹽,可使結果偏高。特別是鹼金屬硫酸氫鹽常使結果偏低。鐵和鉻等影響硫酸鋇的完全沉澱,形成鐵和鉻的硫酸鹽也使結果偏低。
4)當試料中含CrO2-4、PO3-4大於10mg,NO-31000mg,SiO22.5mg,Ca2+2000mg,Fe3+<5.0mg不幹擾測定。
5)如果水樣中二氧化硅的濃度超過25mg/L,則應將所取水樣置於蒸發皿中,在蒸汽浴上蒸發至近干,加1mLHCl,將蒸發皿傾斜並轉動使酸和殘渣完全接觸,繼續蒸發至干,置於180℃烘箱內完全烘乾。如果水樣中含有有機物質,就在燃燒器的火焰上碳化,然後用2mL水和1mLHCl將殘渣浸濕,再在蒸汽浴上蒸干。加2mLHCl,加兩滴甲基紅指示劑,用適量HCl或NH4OH調至顯橙黃色。然後按分析步驟進行沉澱、分離、灼燒、恆量。
6)如果需要測總量而水樣中含有不溶解的硫酸鹽,則將水樣用中速定量濾紙過濾,並用少量熱水洗滌濾紙,將洗滌液和濾液合並,濾紙轉移至蒸發皿中,在低溫燃燒器上加熱灰化濾紙,將4gNa2SO4同皿中殘渣混合,並在900℃加熱使混合物熔融,放冷,用50mL水將熔融混合物轉移至500mL燒杯中,使其溶解,並與濾液和洗液合並,加2滴甲基紅指示劑,用適量HCl或NH4OH調至顯橙黃色。然後按分析步驟進行沉澱、分離、灼燒、恆量。
7)如果水樣渾濁或含有懸浮物,應過濾後取清液進行分析測定,否則導致結果偏高。
8)用少量無灰濾紙的紙漿與BaSO4混合,能改善過濾並防止沉澱產生蠕升現象,紙漿與過濾BaSO4的濾紙可一起灰化。
9)當採用灼燒法時,BaSO4沉澱的灰化應保證空氣供應充分,否則沉澱易被濾紙燒成的炭還原(BaSO4+4C→BaS+4CO↑),灼燒後的沉澱將會呈灰色或黑色。這時可在冷卻後的沉澱中加入2~3滴H2SO4,然後小心加熱至SO3白煙不發生為止,再在800℃灼燒至恆量。
㈣ 環境分析方法的方法
主要方法有化學分析法,儀器分析法,生物分析法和分子生物學檢驗法。其中化學分析法分為質量分析法、 滴定分析法。儀器分析法分為光學分析法、電化學分析法、 色譜分析法、質譜分析法等。 重量分析法,定量分析中的一種經典方法。18世紀中葉,羅蒙諾索夫首先使用天平稱量法,對物質在化學變化中量的改變進行了測定,並證明了質量守恆定律,實際上為定量分析中的重量分析法奠定了基礎。重量分析法要求有精密的分析天平,19世紀分析天平稱量准確度達0.1毫克;20世紀出現了微量分析天平和超微量分析天平,稱重的准確度分別達到 0.001和0.0001毫克,擴大了重量分析的應用范圍。
重量分析法是准確地稱量出一定量試樣,然後利用適當的化學反應把其中欲測成分變成純化合物或單體析出,採用過濾等方法與其他成分分離,經乾燥或灼燒後稱量,直至恆重,求出欲測成分在試樣中所佔比例。除了這種直接測定法外,還可採用間接測定法,即將試樣中欲測成分揮發掉,求出揮發前後試樣重量差,從而求得欲測成分的含量。重量分析法根據所用分析操作的方法分為沉澱法、均相沉澱法、電解法、氣體發生(吸收)法和萃取法等。在環境污染物分析中,重量法常用於測定硫酸鹽、二氧化硅、殘渣、懸浮物、油脂、飄塵和降塵等。重量分析法廣泛應用於化學分析。隨著稱量工具的改進,重量分析法也不斷發展,如近年來用壓電晶體的微量測重法測定大氣飄塵和空氣中的汞蒸汽等。 容量分析法,又稱滴定法,是一種經典的方法。19世紀初期,L.蓋呂薩克提出了氣體定律,奠定了氣體容量分析方法的理論基礎。後來,他把測量氣體和液體體積的分析方法應用於實際。容量分析法是利用一種已知濃度的試劑溶液(稱為標准溶液)與欲測組分的試液發生化學反應,反應迅速而定量地完成(即達到反應終點)後,根據所用標准溶液的濃度和體積(從滴定管上讀取)及其當量關系,算出試液中欲測組分的含量。終點的鑒定除利用指示劑的變色目視鑒定外,還可應用各種儀器的方法來鑒定,如電位滴定法、光度滴定法、高頻滴定法、電流滴定法、電導率滴定法、溫度滴定法等。近年來在容量分析中已採用各種型式的自動滴定儀。
容量分析的優點是操作簡便,迅速、准確,費用低,適用於常規分析。根據所利用的反應種類,容量分析法可分為中和滴定法、氧化還原滴定法、沉澱滴定法、絡合滴定法等。在環境污染分析中,容量分析法應用於生化需氧量、溶解氧、化學需氧量等水污染常規分析指標分析,以及揮發酚類、甲醛、氰化物、氟化物、硫化物、六價鉻、銅離子、鋅離子等污染物的分析。 根據試液顏色深淺的程度,把試液與顏色深淺程度不同的已知標准溶液相比較,來確定物質含量的方法。
1729年P.包蓋爾提出了包蓋爾定律,即組成相同的呈色溶液,如液層厚度相等時,則色的強度相同。1760年J.H.朗伯特提出與包蓋爾定律近似的朗伯特定律,即濃度相同的呈色溶液,色的強度與液層的厚度成比例。1852年A.比爾提出了比爾定律,即液層厚度相等時,色的強度與呈色溶液的濃度成比例。這些定律奠定了比色分析法的理論基礎。1854年J.迪博塞克和J.奈斯勒等將這些理論應用於定量分析化學領域。1873年C.維洛特首先應用分光光度法以進行光度分析。光度法不像比色法那樣比較呈色溶液顏色的強度,而是測定呈色溶液的透光度或吸光度。1874年Н。Г。葉戈羅夫首先將光電效應用於比色分析,他所設計的光電光度計就是現代光電比色計的雛型。1894年出現了浦夫立許光度計;1911年出現了貝爾格光電比色計;1941年出現了貝克曼DU型分光光度計。後來又出現自動記錄的分光光度計、示波器分光光度計、雙波長分光光度計和數字顯示分光光度計等。光度法的靈敏度和准確度不斷提高,應用范圍也不斷擴大。
比色分析法如以肉眼觀察比色管來比較溶液顏色的深淺以確定物質含量的,稱為目視比色法。利用光電池和電流計來測量通過有色溶液的透射光強度,從而求得被測物質含量的方法叫作光電比色法;所用的儀器稱為光電比色計。 比色法和分光光度法以朗伯特-比爾定律(亦稱光的吸收定律)為基礎,即溶液的吸光度與溶液中有色物質的濃度及液層厚度的乘積成正比例。其數字關系式為lg(Io/I)=K·C·L。式中Io為入射光的強度;I為透射光的強度;L為光線通過有色溶液的液層厚度;C為溶液中有色物質的濃度;K為常數(對於某種有色物質在一定波長的入射光時,K為一定值),稱為消光系數(也稱吸光系數)。K值的大小隨L和C的單位而改變,如果L以厘米表示,C以摩爾/升為單位,則此常數稱為摩爾吸光系數(或摩爾消光系數),常以ε表示。
比色分析法的主要優點是准確、靈敏、快速、簡便而費用又低。測定物質的最低濃度一般可達每升10-10克,如經化學法富集,靈敏度還可提高2~3個數量級。測定的相對誤差通常為1~5%。
比色分析法和分光光度法在環境污染分析中已被普遍採用,但污染物必須先與顯色試劑作用轉化成有色化合物後才能進行測定。目前已研製出各種效果良好和非常靈敏的有機顯色劑。金屬離子、非金屬離子和有機污染物均可用這種方法測定。 利用化學物質在紫外光區的吸收與紫外光波長間的函數關系而建立起來的分析方法。紫外光譜的波長范圍可分為近紫外區(200~400纖米)和遠紫外區(10~200纖米),前者常用於化學分析,後者因空氣吸收波長在 200纖米以下的紫外線,測量須在真空中進行,所以在分析上較少應用。
分子吸收紫外輻射常是其外層電子或價電子被激發的結果。電子愈易激發,則吸收峰的波長就愈長。
紫外分光光度計一般用氫燈做輻射源,用石英棱鏡或光柵做單色器,用光電倍增管做檢測器。吸收池的材料一般為石英或硅石,長度為 1~10厘米。若用氘代替氫,其發射強度在紫外區短波長處可增加三倍。
簡單的無機離子和它的絡合物以及有機分子,可在紫外光譜區進行檢定和測量。有效的溶劑有水、飽和碳氫化合物、脂族醇和醚。能吸收紫外輻射的有機化合物至少要含有一個不飽和鍵,如C=C,C=O,N=N以及S=O,以起發色團的作用。吸收峰的波長隨著發色團的不飽和程度的增大而增長。一些化合物及其最大吸收波長如右表所示。
紫外分光光度法在環境污染分析方面的應用主要有以下幾方面:①在大氣污染分析中真空紫外線氣體分析儀已應用於分析汽車廢氣;紫外氣體分析儀可應用於分析臭氧、二氧化氮、氯氣。氣態氨在190~230纖米波長上有幾條強烈的吸收帶,可用於直接測定氨氣的濃度。②某些多環芳烴和苯並(a)芘在紫外區有強吸收峰,常用此法測定。③某些含有共軛體系的油品在紫外光區具有特徵吸收峰,故可用此法測定油類污染。④此法還可用於測定食物、飲料、香煙、水質、生物、土壤等試樣中可能含有的致癌物質,以及殘留農葯、硝酸鹽和酚等。⑤此法也可與色譜分析聯用,待測試樣先經色譜柱,然後讓色譜柱洗脫液流經紫外分光光度計的吸收槽以檢測試樣所含的痕量污染物。近年來迅速發展起來的高速液相色譜儀均配備有紫外檢測器。 也叫紅外光譜分析法,是一種儀器分析方法。物質在紅外光照射下,只能吸收與其分子振動、轉動頻率相一致的紅外光線,因此不同物質只能吸收一定波長的入射光而形成各自特徵的紅外光譜,而對一定波長紅外線吸收的強弱則與物質的濃度有關。根據這一原理可進行物質定性、定量分析及復雜分子的結構研究。
在環境分析化學中,紅外分光光度法主要用於 450~1000厘米-1紅外區有吸收的氣體、 液體和固體污染物。在測定大氣污染時,採用多次反射長光程吸收池和傅里葉變換紅外光譜儀,可測ppm至ppb級濃度的易揮發性氣體(乙炔、胺、乙烯、甲醛、氯化氫、硫化氫、甲烷、丙烯、苯、光氣等)。在大氣中發現的一種新化合物過氧乙醯硝酸酯,就是經過紅外光譜法和質譜法的鑒別後確定的。用紅外光譜法還發現了美國洛杉磯空氣中有臭氧存在。用傅里葉變換紅外光譜可測定水中濃度在1ppb以下的有機污染物和農葯。與質譜法相比,紅外光譜法可以很容易地區分污染物的各種異構體。紅外光譜法是鑒別水中石油污染的主要方法之一。紅外光譜法可用於大氣污染化學反應的測定。氣相色譜-紅外光譜聯用技術可以測定低沸點、易揮發的有機污染物。由於利用了氣相色譜的分辨能力,突破了紅外光譜法原來只適用於純化合物的限制,因此氣相色譜-紅外光譜聯用也能應用於混合物的測定。 利用元素的原子蒸汽(火焰或石墨爐產生)吸收銳線光源(空心陰極燈或無極放電燈)的光進行定量分析的方法。主要優點:①選擇性好,干擾少,在分析復雜環境樣品時容易得到可靠的分析數據。②儀器操作簡便,費用較低。③靈敏度高,可用於微量樣品分析。用火焰原子吸收法可測定樣品含量至毫克每升級,用石墨爐法可測至微克每升級,靈敏度高於高頻耦合等離子體法。④測定含量范圍廣,既能進行痕量元素分析,又能測定基體元素的含量。穩定的原子吸收分光光度計,其准確度能達到0.1~0.3%,可與經典容量法相比擬。
原子吸收光譜法加測汞和氫化物發生器等附件,測定靈敏度可比石墨爐更高,汞、砷、硒、碲、鉍、銻、鍺錫、鉛的測定范圍可提高1~2個數量級。原子吸收光譜法已廣泛用於測定水、飄塵、土壤、糧食以及各種生物樣品中的重金屬元素。用原子吸收光譜法測定的元素已達七十多種。原子吸收光譜法中以火焰法比較成熟,使用最多,但對於環境樣品,分析靈敏度還不夠高。石墨爐法雖不夠成熟,卻是一種靈敏度很高的分析手段。
原子吸收光譜法的缺點是:①測定每種元素都要更換專用的燈,不能同時作多元素分析。②各種干擾作用比高頻耦合等離子體法更大。③對共振線位於真空紫外區的元素測定有困難。④對固體樣品的測定比較困難。⑤對某些高溫元素如鈾、釷、鋯、鉿、鈮、鉭、鎢、鈹、硼等的測定靈敏度太低。 利用原子蒸汽在電或熱的激發下產生的光譜,通過光譜儀照相記錄或光量計直接讀數的定量分析方法。主要特點是能一次同時測定多種金屬元素,選擇性好,干擾少,能直接分析液體和固體樣品,適合於定性和多種元素定量分析。分析范圍液體為毫克/升到微克/升,固體分析靈敏度為1%至0.001%。採用化學分離富集後再行測定,可提高靈敏度 1~2個數量級。在環境保護中可用於分析水、飄塵、土壤、糧食以及各種生物樣品等。缺點是要用照相干板記錄,分析周期長;對於超痕量元素的定量分析,靈敏度不夠;直接分析固體樣品時,誤差較大。
傳統的發射光譜分析,是用溶液干渣法分析溶液,碳槽粉末法分析固體;以交流電弧或直接電弧作為激發光源;使用中型石英光譜儀或光柵光譜儀,照相干板記錄。基體影響將使分析誤差加大。最近,在溶液干渣法中引入鋰鹽為緩沖劑,使基體影響減少,分析准確度大大提高,因而發射光譜法在一定程度上成為一種通用的定量分析方法。碳槽粉末法由於工作曲線斜率低,誤差大,還未能成為通用的定量分析方法。
近年來,發展了直流和高頻耦合等離子體光源,結合使用光電記錄,提高了分析的精度、靈敏度和速度,減少了基體效應,有較好的再現性,較寬的線性動態范圍,並可同時測定多種元素,是一種新的分析手段。但高頻耦合等離子體為光源的儀器價格昂貴,氬氣消耗量大,分析成本高,對於環境樣品的分析靈敏度不夠。直流等離子體光源的靈敏度雖不及高頻耦合等離子體光源,但儀器價格低,氬氣消耗小,對人體健康影響小,所以近年來發展很快。 X射線熒光分析的基本原理是以高能X射線(一次X射線)轟擊樣品,將待測元素原子內殼層的電子逐出,使原子處於受激狀態,10-12~10-15秒後,原子內的原子重新配位,內層電子的空位由較外層的電子補充,同時放射出特徵X射線(二次X射線)。特徵X射線波長λ和原子序數Z有一定關系:λ ∝1/Z2。測定這些特徵譜線的波長或能量可作定性分析;測量譜線的強度,可求得該元素的含量。
X射線熒光分析法所用的激發源有X射線管、放射性同位素、電子、質子或α 粒子等。測定方法有波長色散法和能量色散法兩種。波長色散法是一種經典方法。能量色散法採用Si(或Li)半導體探測器和多道分析器,可同時測定鈉以上的全部元素,它的解析度比波長色散法低些,但能適用於多元素分析。
X射線熒光分析法具有快速、准確、 測定范圍寬、能同時測定多種元素、自動化程度較高和不破壞樣品等優點,故已廣泛地應用於環境污染監測。如測定大氣飄塵中痕量金屬化合物;藉助電子計算機,自動監測大氣飄塵以及大氣中二氧化硫和氣溶膠吸附的硫,也適用於測定各種水體懸浮粒子中的重金屬以及溶解於水中的痕量元素。 物質吸收了某一波段的光線(激發光)後,引起能級躍遷,發出波長比激發光的波長稍長些的光線,這種光線稱為熒光。測量熒光光譜特性及其強度以確定該物質及其含量的方法,稱為熒光分析法。如被測樣品的濃度很低,其熒光強度便與物質的濃度成正比,根據這種特性,可以進行物質的定量分析;不同物質具有不同的熒光激發光譜和發射光譜,根據光譜的特性可以進行物質的定性分析。特別是熒光分光光度計能得到兩種光譜(激發光譜和發射光譜),用這兩種光譜圖鑒定物質,比使用吸收光譜法更為可靠。
熒光分析所用的儀器有目測熒光計、光電熒光計和熒光分光光度計等。每種儀器均由光源、濾光片或單色器、液槽和探測器等部件組成。
熒光分析法的靈敏度很高,比一般的分光光度法高2~3個數量級,能檢測10-11~10-12克的痕量物質。熒光分析法還具有實驗方法簡便、取樣容易、試樣用量少等優點,因而是一種重要的分析技術。目前用熒光分析法測定的元素已達60多種,化合物數百種。在環境污染分析中,熒光分析法已被廣泛地應用於測定致癌物和其他毒物,如苯並(a)芘等多環芳烴、β-萘胺、黃麴黴毒素、農葯、礦物油、硫化物、硒、硼、鈹、鈾、釷等。 氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)
由氣相色譜儀與質譜儀結合使用的一種新型完整的分析技術,可進行復雜混合化合物的定性定量分析。通常還配備電子計算機,以構成氣相色譜-質譜-計算機系統。氣相色譜儀與質譜儀的結合,中間大多要經過一界面裝置(分子分離器),解決色譜柱出口(通常為常壓)與質譜儀離子源(真空度為10-4~10-7)之間的壓降過渡的問題;分子分離器還能對進入質譜儀的色譜餾分起到濃縮作用。但毛細管柱色譜儀與質譜儀的結合也有採取不經分子分離器的直接耦合方式。一般採用的分子分離器有噴嘴、多孔玻璃、多孔銀、多孔不銹鋼、聚四氟乙稀毛細管、硅橡膠隔膜、導通率可變的狹縫、塗有硅酮的銀-鈀合金管、膜片-多孔銀等類型。試樣餾分隨載氣進入分子分離器時,由於餾分分子量與載氣分子量相差較大,空間擴散能力不同,從而在大抽速泵的抽力下大部分載氣與試樣餾分在分子分離器里得到分離。典型的雙噴嘴式分子分離器見圖3,氣相色譜-質譜聯用裝置示意圖見圖 4。
質譜儀是用以分析各種元素的同位素並測量其質量及含量百分比的儀器。它是由離子源、分析器和收集器三個部分組成。用於氣相色譜-質譜聯用技術的質譜儀有磁式質譜儀和四極矩質譜儀兩種類型。前者分辨本領高(R=1000~150000),靈敏度也高(10-9~10-13克),而且質量范圍較寬,並可增設峰匹配、亞穩技術等功能,但掃描速度不如後者。四極矩質譜儀靈巧輕便,掃描速度快,特別適合於毛細管柱色譜窄峰情況,但分辨本領一般只能達到R=1000~3000,而且質量范圍窄,存在質量歧視效應。氣相色譜-質譜聯用技術中經常用到的質譜技術有:①電子轟擊技術,用來了解樣品的結構信息和分子組成,是質譜中最為常用的技術。②化學電離技術,可獲得電子轟擊技術無法獲得的某些化合物的分子信息。③單離子檢測技術,對被測化合物的特徵離子質量進行單離子檢測可得到高信噪比質量色譜圖,靈敏度比掃描全部譜圖質量范圍高2~3個數量級,同時可對未得到分辨開的色譜峰進行甄別。此法對可疑色譜峰的鑒別尤其有用。與氣相色譜的保留值相結合可直接給出可靠的定性結果。④質量碎片技術,通過跳躍掃描技術同時掃描所選定的多個特徵離子。這項技術專一性強、靈敏度比總離子流高2~3個數量級(一般可達10-10~10-12克)。與計算機相結合可發展為強度匹配技術和計算機化的質量碎片技術。
用於氣相色譜-質譜聯用的氣相色譜技術與普通氣相色譜技術不同之處在於:對載氣流率和固定液的流失更為敏感。因受質譜儀真空度所限,載氣流率不易達到最佳化,同時,在載氣種類的選擇上,由於分子分離器原理的要求,只能選取那些擴散系數與樣品化合物相差甚遠的輕質量氣體。一般多採用氦或氫。用於氣相色譜-質譜聯用的色譜柱固定液分離效率要高,熱穩定性要好,固定液在柱中的含量要低,以保證高效低流失。常用的固定液有:SE-30,SE-52,SE-54,OV-1,F-60,QF-1,Dexsil 300,Dexsil 400,PPE-20,SF-96等類型。最近石英毛細管彈性柱也廣泛用於氣相色譜-質譜聯用技術中。
在氣相色譜-質譜聯用技術中的計算機系統能對採集的信息進行數據處理,並可將測定譜與儲存於計算機內的標准譜圖庫進行對照檢索,並自動給出最終測定結果。
氣相色譜-質譜聯用技術在環境分析中用於測定大氣、降水、土壤、水體及其沉積物或污泥、工業廢水及廢氣中的農葯殘留物、多環芳烴、鹵代烷以及其他有機污染物和致癌物。此外,還用於光化學煙霧和有機污染物的遷移轉化研究。
氣相色譜-質譜聯用技術在環境有機污染物的分析中佔有極為重要的地位,這是因為環境污染物試樣具有以下特點:①樣品體系非常復雜,普通色譜保留數據定性方法已不夠可靠,須有專門的定性工具,才能提供可靠的定性結果。②環境污染物在樣品中的含量極微,一般為ppm至ppb數量級,分析工具必須具有極高靈敏度。③環境樣品中的污染物組分不穩定,常受樣品的採集、儲存、轉移、分離以及分析方法等因素的影響。為提高分析的可靠性和重現性,要求分析步驟盡可能簡單、迅速,前處理過程盡可能少。氣相色譜-質譜聯用技術能滿足環境分析的這些要求。它憑借著色譜儀的高度分離本領和質譜儀的高度靈敏(10-11克)的測定能力,成為痕量有機物分析的有力工具。美國使用質譜儀發現了大氣中的過氧乙醯硝酸酯和二氧雜環丙烷的痕跡。 極譜分析法,是根據極譜學的原理建立起來的分析方法。這種分析法是將一面積極小的滴汞電極和一面積較大的去極化電極浸於待測溶液中,逐漸改變二極間的外加電壓,從而得到相應的電流-電壓曲線(極譜圖)。通過對電流-電壓曲線的分析和測量,即可求得試液中相應離子的濃度。
傳統的極譜分析法,靈敏度一般在10-4~10-5摩爾范圍內。近些年來提出了許多新的極譜分析方法。其中應用比較廣泛的有示波極譜法、方波極譜法、脈沖極譜法以及極譜催化法和反向溶出伏安法等。其中反向溶出伏安法在環境分析中使用較多。
反向溶出伏安法又稱為陽極溶出法。這種方法是使被測物質在適當的條件下電解富集在微電極上,然後改變電極的電勢,使富集的物質重新溶出。根據電解溶出過程所得到的極化曲線進行分析。這種方法的靈敏度很高,一般可以達到 10-7~10-10摩爾,可用來測定天然水、海水、生物樣品中的銅、鉛、鎘、銦、鉈、鉍、砷、硒、錫等元素。 根據溶液電導的變化進行測定的電分析方法。在水質監測中,水的電導率是評價水體質量的一個重要指標。它可以反映水中電解質污染的程度,是水質監測中的常測項目。
電導分析法也可以用來測定水中的溶解氧。由於一些非電導元素或化合物可以與溶解氧反應產生離子而改變溶液的電導性,因此可通過測量水體的電導變化來確定水中溶解氧的含量。例如金屬鉈與水中溶解氧反應產生Tl+離子和OH-離子,每增加0.035微西/厘米的電導率(西是西門子,電導單位),相應為1ppb的溶解氧。
大氣中的二氧化硫也常用電導法測定。其原理如下:二氧化硫與水反應生成亞硫酸,其中一部分離解生成氫離子和亞硫酸根離子,呈導電性:
SO2+H2O─→H2SO3
H2SO3匑2H++SO卲
因此使氣體樣品與具有一定電導的溶液以一定比例接觸,通過吸收二氧化硫後溶液電導的增加,就可以連續測定氣體樣品中二氧化硫的含量。此法測量范圍較大,但如果氣體樣品中含有溶於水並會產生電導性的其他氣體,則會影響測定結果的正確性。 包括電位滴定法和直接電位法。電位滴定法是一種儀器分析方法,是電容量分析法。這種方法是以某種能與被測物質反應的標准溶液滴入試液中,並在滴定過程中觀察指示電極電位的變化,根據反應達到等當點時待測物質濃度的突變所引起的電位突躍,來確定滴定終點,從而進行定量分析。此法可用於環境分析中工業廢水的酸鹼滴定、氧化還原滴定、沉澱滴定和絡合滴定等。直接電位法是通過直接測量對待測試液中離子濃度產生響應的指示電極的電位,來進行定量分析的。水質監測中pH值和氧化還原電位的測定都採用直接電位法。
近年來由於離子選擇性電極的產生和發展,使直接電位法在環境監測中得到了更廣泛的應用。例如,應用氟離子選擇性電極測定大氣、天然水和工業廢水中的氟離子,具有快速、准確、方便、靈敏等優點。氰離子選擇性電極、硝酸根電極、鹵族離子和硫離子等電極也都在環境監測中得到了應用。
固態膜鉛離子和鎘離子選擇性電極可以測定 10-7摩爾鉛離子和鎘離子。在實驗室內已開始應用於水、空氣、食品、生物樣品中鉛和鎘的測定。
用於直接電位法的離子選擇性電極種類頗多,中國研製和生產的電極有20多種,其中有些已應用於環境監測和污染控制。 在電解分析基礎上發展起來的一種電化學分析方法。它是通過測量電解反應所消耗的電量來計算結果的。庫侖分析法的基礎是法拉第電解定律。在電流作用下進行電極反應的物質的量與通過電解池的電量成正比。每通過 1法拉第電量,在電極表面即沉積或溶出1克當量的物質。若反應物質的分子量或原子量為M,電極反應時電子轉移數為n,通過電解池的電量為Q,則被測物質的重量W 即可由法拉第定律計算出來:(圖1)
在庫侖分析中,被測物質可以在控制電位下直接在電極上發生反應,也可以利用某種輔助物質在恆電流作用下在電極上發生反應,產生一種庫侖中間體,再與被測物質作用。前者稱為控制電位庫侖分析,後者一般叫做恆電流庫侖滴定。庫侖分析法在環境監測中應用較多。大氣中的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、臭氧和總氧化劑,水中的生化需氧量、化學需氧量、鹵素、酚、氰、砷、錳、鉻等都可以用此法測定。
㈤ 怎樣分析處理城市生活污水中的主要成分
首先用簡單的離子鑒定方法,例如用硫酸根,碳酸根,氯離子的沉積鑒定法鑒定出這些離子。專其次准確的屬測試需要用激光飛秒檢測技術,分析出裡面的常量和微量的成分和含量。一般來講,城市污水包括生活污水、工業廢水、雨水徑流。生活污水占絕大部分,來自我們的日常生活(洗澡、洗衣服、廚房、部分雨水、商場、單位、洗車點等等 等等都會產生污水),通過排水管網輸送至集中地污水處理設施。
城市每人每日排出的生活污水量為150—400L,其量與生活水平有密切關系。生活污水中含有大量有機物,如纖維素、澱粉、糖類和脂肪蛋白質等;也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵;無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等。總的特點是含氮、含硫和含磷高,在厭氧細菌作用下,易生惡臭物質。生活污水同時也是低溫熱源和甲烷發生源。
㈥ 測定工業廢水中的硫酸含量,為什麼用BaCL而不用KOH
工業廢水中通常包含多種化學組分,也就是說廢酸中陰離子除了硫酸根之外還溶解有氯離子。如果用KOH 標定的話,反映的結果只能是H離子,而不能說明硫酸根離子的含量(也就是說,測得硫酸含量誤差因此會上升);直接用BaCl標定的話,測得的結果直接反映硫酸根離子的含量。當然這里的硫酸根離子不一定完全是硫酸電離出的,硫酸鹽電離出的硫酸根離子也包括在內也,只要進一步用OH離子中和測定溶液中H離子,就可知道溶液中硫酸的含量。
當H離子含量兩倍或超過兩倍硫酸離子的含量,硫酸根離子的含量等於硫酸的含量;
當H離子含量小於兩倍硫酸離子,H離子的含量等於1/2倍硫酸的含量。
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㈦ 污水中的toc一般用什麼方法測定
一、濕法氧化(過硫酸鹽) - 非色散紅外探測 (NDIR)
該方法是在氧化之前經磷酸處理待測樣品 ,去除無機碳,而後測量 TOC的濃度。現代的TOC連續分析儀中,絕大部分都是濕法氧化。濕法氧化對於復雜的水體(例如:腐殖酸、高分子量化合物等)氧化不充分,所以不適用 TOC含量高的水體,但是對於常規水體如地表水、常規海水還是可以的。
二、高溫催化燃燒氧化 - 非色散紅外探測 (NDIR)
高溫催化燃燒氧化的應用時間遠比濕法氧遲,但是因為高溫燃燒相對徹底,可以適用於污染較重的江河、海水以及工業廢水等水體。
三、紫外氧化 - 非色散紅外探測 (NDIR)
其方式與濕法氧化相同,不過是採用紫外光(185nm)進行照射的原理,在樣品進入紫外反應器之前去除無機碳,得到更精確的結果。紫外氧化法,對於顆粒狀有機物、葯物、蛋白質等高含量TOC是不適用的,但可以用於原水、工業用水等水體。
四、紫外(UV) - 濕法(過硫酸鹽)氧化 - 非色散紅外探測(NDIR)
這種方式是紫外氧化和濕法氧化兩者協同作用,相互補充,相互促進,氧化降解效果優於其中任何一種方法。針對紫外氧化無法用於高含量TOC水體,兩者的協同可以測量污染較重的水體,但是存在裝置相對復雜 ,運行成本高的特點。
五、電阻法
該法是近年來開始應用的技術 ,其原理是在溫度補償前提下,測量樣品在紫外線氧化前後電阻率的差值來實現的。但該方法對被測量的水體來源要求比較苛刻 ,只能用相對潔凈的工業用水和純水,應用方向單一。
六、紫外法
紫外吸收光譜用於 TOC的檢測分析最早可追溯到 1972年,Dobbs等人對於254nm處紫外吸光度值(A)和城市污水處理二級出水及河水的TOC之間線性關系進行了研究。經過幾十年的發展,由於具有快速、不接觸測量、重復性好、維護量少等優點,該方法的應用得到飛速發展。
七、電導法
該法中涉及的主要器件是電導池,它由參比電極、測量電極、氣液分離器、離子交換樹脂、反應盤管、NaOH電導液等組成。電導池的優點是價格低、易普及,但穩定性較差。
八、臭氧氧化法
利用臭氧的強氧化性,採用臭氧氧化作為TOC的檢測技術,具有反應速度快,無二次污染,以及較高的應用價值。故此方法的應用前景非常可觀。
九、超聲空化聲致發光法
聲化學已成為一個蓬勃發展的研究領域,聲致發光的研究已涉及到環境保護領域,我國的相關學者在基礎研究和應用研究方面做了大量的工作,近年來,這一獨特的方法已經得到專家的認可。具有無二次污染、不需添加試劑,設備簡單等優點。
十、超臨界水氧化法
適用於鹽分高的應用,超零界水氧化(Supercritical Water Oxidation — SCWO)技術原先被用於處理大體積廢水、污泥和被污染過的土壤。現被運用於商業實驗室TOC分析儀,將進樣水的溫度和壓力提升至高於水的臨界點(375°C和3,200psi)時,有機廢物迅速被水中的氧化劑徹底氧化。超臨界水的特性均可以使有機碳極高效、快速地 氧化為二氧化碳,即便存在使用非超臨界氧化方式時會造成負干擾的氯化物及其他無機物也無妨。