《环境监测》课程教学资源（PPT课件）第03讲 水质-水样预处理

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSITY第四节水样的预处理预处理目的：使待测组分达到测定方法和仪器要求的形态、浓度，消除共存组分的干扰一、水样的消解消解目的：破坏有机物、溶解悬浮物，将各种形态(价态)的组分氧化成单一价态。要求：清澈、透明、无沉淀。方法：湿法、干法。（见下页）微波消解器

环境监测课 1 一、水样的消解 第四节 水样的预处理 微波消解器 ⚫ 消解目的：破坏有机物、溶解悬 浮物，将各种形态(价态)的组分氧化 成单一价态。 ⚫ 要求：清澈、透明、无沉淀。 ⚫ 方法：湿法、干法。（见下页） 预处理目的：使待测组分达到测定方法和仪器要求的 形态、浓度，消除共存组分的干扰

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITED UNIVERSIT消解方法湿法干法一/酸式消解碱式消解干法灰化TT1.HNO31.NaOH-H,O22.HNO3-HCIO42.NH3-H,O-H,O23. HNO3-H,SO44. H,SO-H,PO42

环境监测课 2 消解方法 湿法 干法 酸式消解 碱式消解 干法灰化 1.HNO3 2.HNO3 -HClO4 3. HNO3 -H2SO4 4. H2SO4 -H3PO4 1.NaOH-H2O2 2.NH3 -H2O-H2O2

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITED UNIVERSITY（一）湿式消解法常用试剂：硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸一硫酸、硫酸一磷酸消、硫酸一高锰酸钾、多元消解和碱分解法等。常用试剂的特性和使用要点：1.硝酸消解法适合于较清洁的水样。强氧化性，受热分解，产生有毒的NOx注意三点：①在通风橱内进行加热操作②能与盐酸混合使氧化力大大提高③不能蒸于，否则硝酸盐分解为难溶氧化物并腐蚀玻璃。3

环境监测课 3 （一）湿式消解法 常用试剂：硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸-硫酸、硫酸-磷酸消、硫酸- 高锰酸钾、多元消解和碱分解法等。 1.硝酸消解法 适合于较清洁的水样。强氧化性，受热分解，产生有毒的NOX。 注意三点： ①在通风橱内进行加热操作 ②能与盐酸混合使氧化力大大提高 ③不能蒸干，否则硝酸盐分解为难溶氧化物并腐蚀玻璃。 常用试剂的特性和使用要点：

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITED UNIVERSITY2.硝酸-高氯酸消解法适用：含悬浮物和有机物地表水。尤其是含难氧化有机物的水样。**高氯酸：强氧化性，浓酸受热受撞击易爆炸，易分解。操作注意：①通风橱内操作②不能蒸干一一形成高氯酸盐受热爆炸③试样含羟基化合物：形成高氯酸酯，有爆炸危险0三→R-CI-0ROH+HCIO4-=O一除去羟基化合物用硝酸预处理一

环境监测课 4 2.硝酸-高氯酸消解法 适用：含悬浮物和有机物地表水。尤其是含难氧化有机 物的水样。 **高氯酸：强氧化性，浓酸受热受撞击易爆炸，易分解。 操作注意： ①通风橱内操作。 ②不能蒸干——形成高氯酸盐受热爆炸。 ③试样含羟基化合物：形成高氯酸酯，有爆炸危险。 用硝酸预处理——除去羟基化合物

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSITY3.硝酸-硫酸消解法适合生物和浑浊污水。较强氧化力。硫酸沸点高（338℃）。浓硫酸：①常用作辅助酸一一提高消解温度。②多以SO，白烟作为消解完成标志。③SO42-可与碱土金属离子析出难溶沉淀。4.硫酸-磷酸消解法高沸点；PO43-与Fe3+络合。Fe 3++H,PO4-[FeHPO4]++2H[降低Fe3+/Fe2+电位；形成无色络合物，消除Fe3+的黄色]5

环境监测课 5 3.硝酸-硫酸消解法 适合生物和浑浊污水。较强氧化力。硫酸沸点高（338℃）。 浓硫酸： ①常用作辅助酸——提高消解温度。 ②多以SO3白烟作为消解完成标志。 ③SO4 2-可与碱土金属离子析出难溶沉淀。 4.硫酸-磷酸消解法 高沸点； PO4 3-与Fe3+络合。Fe 3+ + H3PO4=[FeHPO4 ] + +2H+ [降低Fe3+/ Fe2+电位；形成无色络合物，消除Fe3+的黄色]

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSITY5.硫酸-高锰酸钾消解法常用于测汞水样。强氧化性，受H+影响作用：破坏有机物，释放无机离子，[C]→CO2除去残余KMnO4：（1）盐酸羟胺（2）H2O26.HNO3-HF7.碱分解法（NaOH-H2O2和NH3:H2O-H2O2 ）适于酸性条件下待测组分易挥发的水样6

环境监测课 6 5.硫酸-高锰酸钾消解法 常用于测汞水样。 强氧化性，受cH+影响。 作用：破坏有机物，释放无机离子， [C] → CO2 除去残余KMnO4：（1）盐酸羟胺（2）H2O2。 6.HNO3 -HF 7.碱分解法（NaOH-H2O2和NH3 ·H2O- H2O2 ） 适于酸性条件下待测组分易挥发的水样

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSIT要点消解方法硝酸适用：清洁水样。水样50-100mL+烧杯，+5-10mL浓硝酸，电热板上加热煮沸，蒸至小体积反复处理至试液透明、浅色或无色。蒸至近干，稍冷后加2%HNO（或HCI）20mL，温热溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后20mL容量瓶中定容。硝酸-高消解含难氧化有机物的水样氯酸水样50-100mL+烧杯+5-10mL硝酸，在电热板上加热，消解至大部分有机物被分解。取下烧杯，稍冷，加入2-5mL高氯酸，继续加热至开始冒白烟，若试液呈深色，再补加硝酸，继续加热至冒浓厚白烟尽（不可蒸至干滴），取下烧杯冷却，用2%HNO溶解，若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后定容备用硝酸-硫较强氧化能力，硝酸沸点低，而硫酸沸点高，可提高消解效果。酸消解法硝酸与硫酸的比例为5：2。将硝酸加入水样中，加热蒸发至小体积，稍冷，再加硫酸、硝酸，继续加热至冒浓大量白烟，冷却，加适量水，温热溶解可溶盐，若有沉淀，应过滤。为提高消解效果，常加入少量过氧化氢。不适用于处理测定易生成难溶硫酸盐组分（如铅、锁、锶）的水样。7

环境监测课 7 消解方法 要点 硝酸 适用：清洁水样。 水样50-100mL+烧杯，+5-10mL浓硝酸，电热板上加热煮沸，蒸至小体积， 反复处理至试液透明、浅色或无色。蒸至近干，稍冷后加2% HNO3（或HCI） 20mL,温热溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后20mL容量瓶中定 容。 硝酸-高 氯酸 消解含难氧化有机物的水样。 水样50-100mL+烧杯+5-10mL硝酸，在电热板上加热，消解至大部分有机物 被分解。取下烧杯，稍冷，加入2-5mL高氯酸，继续加热至开始冒白烟，若试 液呈深色，再补加硝酸，继续加热至冒浓厚白烟尽（不可蒸至干涸），取下 烧杯冷却，用2% HNO3溶解，若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后定容备用 硝酸-硫 酸消解法 较强氧化能力，硝酸沸点低，而硫酸沸点高，可提高消解效果。 硝酸与硫酸的比例为5：2。 将硝酸加入水样中，加热蒸发至小体积，稍冷，再加硫酸、硝酸，继续加 热至冒浓大量白烟，冷却，加适量水，温热溶解可溶盐，若有沉淀，应过滤 。为提高消解效果，常加入少量过氧化氢。 不适用于处理测定易生成难溶硫酸盐组分（如铅、钡、锶）的水样

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSITY消解方法要点硫酸-消两种酸的沸点都比较高，硫酸氧化性较强，磷酸能与一些金属离子Fe3+如等络合：解法有利于消除Fe3+等离子的干扰。硫酸-高常用于测定汞的水样。高锰酸钾是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下氧化有锰酸钾消机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还可继续氧化。解法消解要点：取适量的水样，加适量硫酸和5%高锰酸钾，混匀后加热煮沸，冷却，滴加盐酸羟胺溶液普破坏过量的高锰酸钾。多元消解为提高消解效果，在某些情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系。例如，法处理测总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。碱解法当用酸体系消解水样造成易挥发组分损失时，可改用碱解法，即在水样中加入氢氧化钠和过氧化钠，或者氨水和过氧化氢溶液，加热煮沸至近干，用水或碱溶液温热溶解

环境监测课 消解方法 要点 硫酸-消 解法 两种酸的沸点都比较高，硫酸氧化性较强，磷酸能与一些金属离子Fe3+如等络合， 有利于消除Fe3+等离子的干扰。 硫酸-高 锰酸钾消 解法 常用于测定汞的水样。高锰酸钾是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下氧化有 机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还可继续氧化。 消解要点：取适量的水样，加适量硫酸和5%高锰酸钾，混匀后加热煮沸，冷却， 滴加盐酸羟胺溶液普破坏过量的高锰酸钾。 多元消解 法 为提高消解效果，在某些情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系。例如， 处理测总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。 碱解法 当用酸体系消解水样造成易挥发组分损失时,可改用碱解法，即在水样中加入氢 氧化钠和过氧化钠，或者氨水和过氧化氢溶液，加热煮沸至近干，用水或碱溶液 温热溶解

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSITY(二)干灰化法过程：蒸发皿+水样，水浴蒸干一→马弗炉，450550C至残渣呈灰白色一冷却；2%HNO3（或HCI）溶解灰分一过滤一滤液注意：温度过高部分无机盐挥发损失；>>时间过长某些无机盐变成难溶氧化物4措施：加氧化剂(H2O2）、助灰剂（MgO）、固定剂(H2SO4)不适用：易挥发组分（如砷、汞、镉、硒、锡等）。9

环境监测课 9 (二)干灰化法 过程：蒸发皿+水样，水浴蒸干→马弗炉，450- 550℃至残渣呈灰白色→冷却；2%HNO3（或HCl）溶解 灰分→过滤→滤液。 注意： ➢ 温度过高——部分无机盐挥发损失； ➢ 时间过长——某些无机盐变成难溶氧化物 措施：加氧化剂(H2O2 )、助灰剂（MgO）、固定剂 （H2SO4） 不适用：易挥发组分（如砷、汞、镉、硒、锡等）

西北联后大学环境监测课HEBEIUNITEDUNIVERSITY二、富集与分离适于：被测组分含量极低，且有大量干扰物共存；自的：提高组分浓度，与干扰物分离。富集和分离往往同时进行常用方法：过滤、气提、顶空、蒸馏、溶剂萃取、离子交换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩·····10

环境监测课 10 二、富集与分离 常用方法：过滤、气提、顶空、蒸馏、溶剂萃取、离 子交换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩.。 适于：被测组分含量极低，且有大量干扰物共存； 目的：提高组分浓度，与干扰物分离。 富集和分离往往同时进行