環(huán)境化學(xué)實驗講義

1、實驗一 有機物的正辛醇水分配系數(shù)有機化合物的正辛醇-水分配系數(shù)（Kow）是指平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇和水相中濃度的比值。它反映了化合物在水相和有機相之間的遷移能力，是描述有機化合物在環(huán)境中行為的重要物理化學(xué)參數(shù)，它與化合物的水溶性、土壤吸附常數(shù)和生物濃縮因子密切相關(guān)。通過對某一化合物分配系數(shù)的測定，可提供該化合物在環(huán)境行為方面許多重要的信息，特別是對于評價有機物在環(huán)境中的危險性起著重要作用。測定分配系數(shù)的方法有振蕩法、產(chǎn)生柱法和高效液相色譜法。一、實驗?zāi)康?、掌握有機物的正辛醇水分配系數(shù)的測定方法；2、學(xué)習(xí)使用紫外分光光度計。二、實驗原理正辛醇水分配系數(shù)是平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇相和水相中濃度

2、的比值，即： Kow = co/cw式中：K ow分配系數(shù)； co平衡時有機化合物在正辛醇相中的濃度； cw平衡時有機化合物在水相中的濃度。 本實驗采用振蕩法使對二甲苯在正辛醇相和水相中達平衡后，進行離心，測定水相中對二甲苯的濃度，由此求得分配系數(shù)。 K ow=（c0V0cwVw）/ cwVw式中：c0、cw分別為平衡時有機化合物在正辛醇相和水相中的濃度； V0、Vw分別為正辛醇相和水相的體積。三、儀器與試劑1、儀器（1）紫外分光光度計（2）恒溫振蕩器（3）離心機（4）具塞比色管：10mL（5）玻璃注射器：5mL（6）容量瓶：5mL，10mL2、試劑（1）正辛醇：分析純（2）乙醇：95，分析純

3、（3）對二甲苯：分析純四、實驗內(nèi)容及步驟1標準曲線的繪制 移取1.00mL對二甲苯于10mL容量瓶中，用乙醇稀釋至刻度，搖勻。取該溶液0.10mL于25mL容量瓶中，再用乙醇稀釋至刻度，搖勻，此時濃度為400L/L。在5只25mL容量瓶中各加入該溶液1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mL，用水稀釋至刻度，搖勻。在紫外分光光度計上于波長227nm處，以水為參比，測定吸光度值。利用所測得的標準系列的吸光度值對濃度作圖，繪制標準曲線。2溶劑的預(yù)飽和 將20mL正辛醇與200mL二次蒸餾水在振蕩器上振蕩24h，使二者相互飽和，靜止分層后，兩相分離，分別保存?zhèn)溆谩?平衡時間的確定及分配系數(shù)

4、的測定（1）移取0.40mL對二甲苯于10mL容量瓶中，用上述處理過的被水飽和的正辛醇稀釋至刻度，該溶液濃度為4×104L/L。（2）分別移取1.00mL上述溶液于6個10mL具塞比色管中，用上述處理過的被正辛醇飽和的二次水稀釋至刻度。蓋緊塞子，置于恒溫振蕩器上，分別振蕩0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0h，離心分離，用紫外分光光度計測定水相吸光度。取水樣時，為避免正辛醇的污染，可利用帶針頭的玻璃注射器移取水樣。首先在玻璃注射器內(nèi)吸入部分空氣，當注射器通過正辛醇相時，輕輕排出空氣，在水相中已吸取足夠的溶液時，迅速抽出注射器，卸下針頭后，即可獲得無正辛醇污染的水相。五、實驗

5、數(shù)據(jù)處理1、根據(jù)不同時間化合物在水相中的濃度，繪制化合物平衡濃度隨時間的變化曲線，由此確定實驗所需要的平衡時間。2、利用達到平衡時化合物在水相中的濃度，計算化合物的正辛醇水分配系數(shù)。六、思考題1、正辛醇水分配系數(shù)的測定有何意義？2、振蕩法測定化合物的正辛醇水分配系數(shù)有哪些優(yōu)缺點？實驗二 環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機物的污染評價揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds)是指沸點在50260之間、室溫下飽和蒸汽壓超過1mmHg的易揮發(fā)性化合物，是室內(nèi)外空氣中普遍存在且組成復(fù)雜的一類有機污染物。它主要來自有機化工原料的加工和使用過程，木材、煙草等有機物的不完全燃燒過程，汽車尾氣

6、的排放。此外，植物的自然排放物也會產(chǎn)生VOCs。隨著工業(yè)迅速發(fā)展，建筑物結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，使得新型建材、保溫材料及室內(nèi)裝璜材料被廣泛使用；同時各種化妝品、除臭劑、殺蟲劑和品種繁多的洗滌劑也大量應(yīng)用于家庭。其中有機化合物有的可直接揮發(fā)，有的可在長期降解過程中釋放出低分子有機化合物，由此造成環(huán)境空氣有機物的污染。由于VOCs的成分復(fù)雜，其毒性、刺激性、致癌作用等對人體健康造成較大的影響。因此，研究環(huán)境中VOCs的存在、來源、分布規(guī)律、遷移轉(zhuǎn)化及其對人體健康的影響一直受到人們的重視，并成為國內(nèi)外研究的熱點。一、實驗?zāi)康?#160;1. 了解VOCs的成分、特點。  2. 了解氣相色譜法測

7、定環(huán)境中VOCs的原理，掌握其基本操作。二、實驗原理將空氣中苯、甲苯、乙苯、二甲苯等揮發(fā)性有機化合物吸附在活性炭采樣管上，用二硫化碳洗脫后，經(jīng)色譜柱分離，火焰離子化檢測器測定，以保留時間定性，峰高（或峰面積）外標法定量。本法檢出限：苯1.25ng；甲苯1.00ng；二甲苯（包括鄰、間、對）及乙苯均為2.50ng。當采樣體積為100L時，最低檢出濃度苯為0.005mg/m3；甲苯為0.004 mg/m3；二甲苯（包括鄰、間、對）及乙苯均為0.010mg/m3。三、儀器設(shè)備及試劑1. 儀器(1) 容量瓶：5mL、100mL。(2) 移液管：1mL、5mL、10mL、15mL及20ml。(3) 微量

8、注射器：10L。(4) 帶火焰離子化檢測器（FID）氣相色譜儀。(5) 空氣采樣器：流量范圍0.01.0 L/min。(6) 采樣管：取長10cm，內(nèi)徑6mm玻璃管，洗凈烘干，每支內(nèi)裝2050目粒狀活性炭0.5g（活性炭應(yīng)預(yù)先在馬福爐內(nèi)經(jīng)350通高純氮灼燒3h，放冷后備用）分A，B二段，中間用玻璃棉隔開，見圖2-1。 圖 2-1 活性炭吸附采樣管 1，2，3 玻璃棉； 4，5 粒狀活性炭2. 試劑(1) 苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯均為色譜純試劑。(2) 二硫化碳：使用前須純化，并經(jīng)色譜檢驗。進樣5L，在苯與甲苯峰之間不出峰方可使用。(3) 苯系物標準貯備液：分別吸取苯、甲苯、

9、乙苯、鄰、間、對二甲苯各10.0L于裝有90mL經(jīng)純化的二硫化碳的100mL容量瓶中，用二硫化碳稀釋至標線，再取上述標液10.0mL于裝有80mL純化過的二硫化碳的100mL容量瓶中，并稀釋至標線，搖勻，此貯備液在4 可保存一個月。此貯備液含苯8.8g/mL；乙苯8.7g/ml；甲苯8.7g/mL；對二甲苯8.6g/mL；間二甲苯8.7g/mL；鄰二甲苯8.8g/mL。 儲備液中苯系物含量計算公式如下：苯系物=10/105*10/100*106，式中，苯系物濃度，g/mL；為苯系物的密度，g/mL。 四、實驗步驟1. 采樣用乳膠管連接采樣管B端與空氣采樣器的進氣口。A端垂直向上，處于采樣位置。

10、以0.5L/min流量，采樣100400min。采樣后，用乳膠管將采樣管兩端套封，樣品放置不能超過10天。2. 標準曲線的繪制    分別取苯系物貯備液0、0.5、10.0、15.0、20.0、25.0mL于100mL容量瓶中，用純化過的二硫化碳稀釋至標線，搖勻。其濃度見表2-1。另取6只5mL容量瓶，各加入0.25g粒狀活性炭及16號的苯系物標液2.00mL，振蕩2min，放置20min后，進行色譜分析。色譜進行條如件下：色譜柱：長2m, 內(nèi)徑3mm不銹鋼柱，柱內(nèi)填充涂附2.5%DNP及2.5%Bentane的Chromosorb WHP DMCS；柱

11、溫：64；氣化室溫度：150；檢測室溫度：150；>載氣(氮氣)流量：50mL/min；燃氣(氫氣)流量：46mL/min；助燃氣(空氣)流量：320mL/min；進樣量5.0L。測定標樣的保留時間及峰高（或峰面積），以峰高（峰面積）對含量繪制標準曲線。3. 樣品測定將采樣管A段和B段活性炭，分別移入2只5mL容量瓶中，加入純化過的二硫化碳2.00mL，振蕩2min。放置20min后，吸取5.0L解吸液注入色譜儀，記錄保留時間和峰高（或峰面積），以保留時間定性，峰高（或峰面積）定量。 五、數(shù)據(jù)處理根據(jù)下式計算苯系物各成分的濃度：苯系物=（W1+W2）/Vn。式中：苯系物濃度，mg/m3；

12、W1為A段活性炭解吸液中苯系物的含量，g；W2為B段活性炭解吸液中苯系物的含量，g；Vn為標準狀況下的采樣體積，L。 六、思考題1. 根據(jù)測定的結(jié)果，評價環(huán)境空氣中VOCs的污染狀況。2. 除氣相色譜外，VOCs還有哪些測定方法，它們各有哪些特點? 七、注意事項1. 本實驗?zāi)M在室內(nèi)通風條件較差的情況下，進行油漆的噴涂操作，并測定此條件下的室內(nèi)空氣VOCs（苯系物）污染。2. 二硫化碳和苯系物屬有毒、易燃物質(zhì)，在利用其配置標準樣品以及對進行其保管時應(yīng)注意安全。3. 利用公式進行計算時，應(yīng)將采樣體積換算成標準狀態(tài)下的體積。實驗三 水體富營養(yǎng)化程度的評價富營養(yǎng)化(eutrophication)是指

13、在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，沉積物不斷增多，先變?yōu)檎訚?，后變?yōu)殛懙亍＿@種自然過程非常緩慢，常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，可以在短期內(nèi)出現(xiàn)。水體富營養(yǎng)化后，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，也很難自凈和恢復(fù)到正常水平。水體富養(yǎng)化嚴重時，湖泊可被某些繁生植物及其殘骸淤塞，成為沼澤甚至干地。局部海區(qū)可變成“死海”，或出現(xiàn)“赤潮”現(xiàn)象。植物營養(yǎng)物質(zhì)的來源廣、

14、數(shù)量大，有生活污水、農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)廢水、垃圾等。每人每天帶進污水中的氮約50 g。生活污水中的磷主要來源于洗滌廢水，而施入農(nóng)田的化肥有50%80%流入江河、湖海和地下水體中。許多參數(shù)可用作水體富營養(yǎng)化的指標，常用的是總磷、葉綠素-a含量和初級生產(chǎn)率的大小（見下表）。一、實驗?zāi)康?、掌握總磷、葉綠素-及初級生產(chǎn)率的測定原理及方法；2、評價水體的富營養(yǎng)化狀況。二、儀器與試劑1儀器（1）可見分光光度計。（2）移液管：1mL，2mL，10mL（3）容量瓶：100mL，250mL（4）錐型瓶：250mL（5）比色管：25mL（6）BOD瓶：250mL（7）具塞小試管：10mL（8）玻璃纖維濾膜、剪刀、玻

15、棒、夾子（9）多功能水質(zhì)檢測儀2、試劑（l）過硫酸銨（固體）。（2）濃硫酸。（3）硫酸溶液：1mol/L。（4）鹽酸溶液：2mol/L。（5）氫氧化鈉溶液：6mol/L。（6）1酚酞：1g酚酞溶于90mL乙醇中，加水至100mL。（7）丙酮：水：溶液9：1。（8）酒石酸銻鉀溶液：將4.4g K(SbO)C4H4O6·1/2H2O溶于200mL蒸餾水中，用棕色瓶在4時保存。（9）鉬酸銨溶液：將20 g(NH4)6MO7O24·4H2O溶于500mL蒸餾水中，用塑料瓶在4時保存。（10）抗壞血酸溶液：0.1 mol/L。溶解1.76g抗壞血酸于100mL蒸餾水中，轉(zhuǎn)入棕色瓶。若

16、在4以下保存，可維持一個星期不變。（11）混合試劑：50mL 2mol/L硫酸、5mL酒石酸銻鉀溶液、15mL鉬酸銨溶液和30mL抗壞血酸溶液。混合前，先讓上述溶液達到室溫，并按上述次序混合。在加入酒石酸銻鉀或鉬酸銨后，如混合試劑有渾濁，須搖動混合試劑，并放置幾分鐘，至澄清為止。若在4下保存，可維持1個星期不變。（12）磷酸鹽儲備液（1.00mg/mL磷）：稱取1.098 g KH2PO4，溶解后轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，稀釋至刻度，即得1.00mg/mL磷溶液。（13）磷酸鹽標準溶液：量取1.00mL儲備液于100mL容量瓶中，稀釋至刻度，即得磷含量為10g/mL的標準液。三、實驗過程（一）磷

17、的測定1、原理 在酸性溶液中，將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化成磷酸根離子（PO43）。隨之用鉬酸銨和酒石酸銻鉀與之反應(yīng)，生成磷鉬銻雜多酸，再用抗壞血酸把它還原為深色鉬藍。 砷酸鹽與磷酸鹽一樣也能生成鉬藍0.1g/mL的砷就會干擾測定。六價鉻、二價銅和亞硝酸鹽能氧化鉬藍，使測定結(jié)果偏低。2、步驟（1）水樣處理：水樣中如有大的微粒，可用攪拌器攪拌23min,以至混合均勻。量取100mL水樣（或經(jīng)稀釋的水樣）兩份，分別放入兩只250mL錐型瓶中，另取100mL蒸餾水于250mL錐型瓶中作為對照，分別加入1mL 2mol/LH2SO4，3g（NH4）2S2O8，微沸約1h，補加蒸餾水使體積為2550mL(如錐型瓶

18、壁上有白色凝聚物，須用蒸餾水將其沖入溶液中)，再加熱數(shù)分鐘。冷卻后，加1滴酚酞，并用6mol/L NaOH將溶液中和至微紅色。再滴入2mol/L HCl使粉紅色恰好褪去，轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，移取25mL至50mL比色管中，加1mL混合試劑，搖勻后放置10min，加水稀釋至刻度，再搖勻，放置10min，以試劑空白作參比，用1cm比色皿，于波長880nm處測定吸光度（若分光光度計不能測定880nm處的吸光度，可選擇710nm波長）。（2）標準曲線的繪制：分別吸取10g/mL磷的標準溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00mL于50mL比色管中，加

19、水稀釋至約25mL，加入1mL混合試劑，搖勻后放置10 min，加水稀釋至刻度，再搖勻，10 min后，以試劑空白作參比，用1cm比色皿，于波長880nm（或710nm）處測定吸光度。根據(jù)吸光度與濃度的關(guān)系，繪制方法的標準曲線。3、結(jié)果處理 由標準曲線查得磷的含量，按下式計算水中磷的含量： P=WP/V式中：P水中磷的含量，mg/L； WP由標準曲線上查得磷含量，g；V測定時吸取水樣的體積（本實驗V25.00mL）。（二）生產(chǎn)率的測定1、原理 綠色植物的生產(chǎn)率是光合作用的結(jié)果，與氧的產(chǎn)生量成比例。因此，測定水體中的氧可看作對生產(chǎn)率的測量。然而植物在任何水體中都有呼吸作用產(chǎn)生，要消耗一部分氧。因

20、此在計算生產(chǎn)率時，還必須測量因呼吸作用所損失的氧。本實驗采用測定兩只無色瓶和兩只深色瓶中相同樣品內(nèi)溶解氧變化量的方法測定生產(chǎn)率。此外，測定無色瓶中氧的減少量，提供校正呼吸作用的數(shù)據(jù)。2、步驟（1）取樣：取4只BOD瓶，其中2只用鋁箔包裹使之不透光，分別記作“亮”和“暗”瓶。從水體上半部的中間取出水樣，測量水溫和溶解氧。本實驗中溶解氧采用多功能水質(zhì)檢測儀測定（如欲采用碘量法測定參見本實驗十）。如果此水體的溶解氧未過飽和，則記錄此值為八），然后將水樣分別注入一對“亮”和“暗”瓶中。若水樣中溶解氧過飽和，則緩緩地給水樣通氣，以除去過剩的氧。重新測定溶解氧并記作Oi。按上法將水樣分別注入一對“亮”和“

21、暗”瓶中。 從水體下半部的中間取出水樣，按上述方法同樣處理。 將兩對“亮”和“暗”瓶分別懸掛在與取樣相同的水深位置，調(diào)整這些瓶子，使陽光能充分照射。一般將瓶子暴露幾個小時，暴露期為清晨至中午，或中午至黃昏，也可清晨到黃昏。為方便起見，可選擇較短的時間。（2）測定：暴露期結(jié)束即取出瓶子，逐一測定溶解氧，分別將“亮”和“暗”瓶的數(shù)值記為O1和Od 。3、結(jié)果處理呼吸作用：氧在暗瓶中的減少量R=OiOd 凈光合作用：氧在亮瓶中的增加量Pn=O1Oi 總光合作用：Pg=呼吸作用十凈光合作用 =（OiOd）+（O1Oi）=O1Od計算水體上下兩部分值的平均值。通過以下公式計算來判斷每單位水域總光合作用和

22、凈光合作用的日速率： a.把暴露時間修改為日周期 Pg（mg O2·L-1 ·d-1）=每日光周期時間暴露時間 b.將氧生產(chǎn)率單位從mg/L改為mg/m2 ，這表示1 m2水面下水柱的總產(chǎn)生率。為此必須知道產(chǎn)生區(qū)的水深： Pg（mg O2·m-2 ·d-1）=Pg×每日光周期時間/暴露時間×103×水深(m) 103是體積濃度mg/L換算為mg/m3的系數(shù)。 c.假設(shè)全日24 h呼吸作用保持不變，計算日呼吸作用： R（mg O2·m-2 ·d-1）R×24/暴露時間(h)×103

23、15;水深(m) d.計算日凈光合作用： Pn（mg O2·L-1 ·d-1）PgR假設(shè)符合光合作用的理想方程（CO2H2O CH2O+ O2），將生產(chǎn)率的單位轉(zhuǎn)換成固定碳的單位： Pm（mg C·m-2·d-1）Pn（mg O2·m-2 ·d-1）× 12/32（三）葉綠素-a的測定1、原理 測定水體中的葉綠素-a的含量，可估計該水體的綠色植物存在量。將色素用丙酮萃取，測量其吸光度值，便可以測得葉綠素-a的含量。2、實驗過程將100 500 mL水樣經(jīng)玻璃纖維濾膜過濾，記錄過濾水樣的體積。將濾紙卷成香煙狀，放入小瓶或離心管

24、中。加10 mL或足以使濾紙淹沒的90丙酮液，記錄體積，塞住瓶塞，并在4下暗處放置4h。如有渾濁，可離心萃取液。將一些萃取液倒入1 cm玻璃比色皿，加比色皿蓋，以試劑空白為參比，分別在波長665 nm和750nm處測其吸光度。加1滴2 mol/L鹽酸于上述兩只比色皿中，混勻并放置1 min，再在波長665 nm和750 nm處測定吸光度。3、結(jié)果處理 酸化前：A=A665A750 酸化后：AaA665aA 750a 在665 nm處測得吸光度減去750 nm處測得值是為了校正渾濁液。 用下式計算葉綠素-a的濃度（g/L）： 葉綠素-a=29（AAa）V萃取液/ V樣品式中：V萃取液萃取液體積，

25、mL ； V樣品樣品體積，mL。根據(jù)測定結(jié)果，并查閱有關(guān)資料，評價水體富營養(yǎng)化狀況。四、思考題1、水體中氮、磷的主要來源有哪些？2、在計算日生產(chǎn)率時，有幾個主要假設(shè)？3、被測水體的富營養(yǎng)化狀況任何？實驗四 水中重金屬的污染評價由于重金屬在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用廣泛，因此，大量的重金屬隨著工業(yè)廢水的排放而進入天然水體，從而導(dǎo)致水體的重金屬污染。由于重金屬在進入水體后不會自動消失，而且特別容易在生物體內(nèi)積累，因此重金屬對生態(tài)環(huán)境和人體健康的危害是非常嚴重的。盡管重金屬在進入環(huán)境后會以各種形態(tài)存在，而且不同形態(tài)的重金屬其生物毒性也是不一樣的，但測定水體中金屬總量對于我們了解水體的重金屬污染狀況，制定相應(yīng)

26、的污染控制對策也是很有幫助的。一、實驗?zāi)康牧私馑兄亟饘俚臏y定方法，掌握原子吸收分光光度分析技術(shù)。二、實驗原理原子吸收光度法是根據(jù)某元素的基態(tài)原子對該元素的特征譜線產(chǎn)生選擇性吸收來進行測定的分析方法，原子吸收光度法具有較高的靈敏度。三、儀器和試劑1.儀器 原子吸收光譜儀。2.試劑（1）甲基異丁酮（MIBK）：分析純。（2）2APDC水溶液：稱取1.0 g吡咯烷二硫代氨基甲酸銨溶于去離子水中，用中速定量濾紙濾去不溶物，用去離子水稀釋到50 mL。臨用前配制。四、實驗步驟1.標準系列溶液的配制 將標準曲線濃度控制在00.5 mg/L范圍內(nèi)。2.樣品的采集 用聚乙烯塑料瓶采樣。使用前用 2的硝酸水溶

27、液浸泡24 h，然后用去離子水沖洗干凈。采樣時，用水樣洗滌容器23次。水樣采集后，立即向1 L水樣中加入2.0 mL濃硝酸加以酸化，體系pH約為1.5。3.樣品的預(yù)處理 取2份100 mL水樣，各加入5 mL濃硝酸，在電熱板上加熱消解到10 mL左右。稍冷卻，再加入5 mL濃硝酸和2 mL高氯酸，繼續(xù)加熱消解，蒸至近干。冷卻后用0.2硝酸溶解殘渣，溶解時稍加熱。冷卻后，用快速定量濾紙過濾。濾紙用0.2硝酸洗數(shù)次。濾液用0.2硝酸稀釋到一定體積，供測定用。同時平行處理兩個空白樣品。4.標準系列和樣品的富集 取5種濃度的標準系列溶液各100 mL，及預(yù)處理過的空白和樣品2份，每份各100 mL。分

28、別置于9個250 mL分液漏斗中，用11或110的氨水和11或110的鹽酸溶液調(diào)pH為3.0（用pH計或變色范圍為0.55.0的pH試紙指示）。加入2.0 mL 2的APDC溶液，搖勻，靜置1 min。加入10 mL MIBK萃取1 min，靜置分層，棄去水相。用濾紙吸干分液漏斗頸內(nèi)的殘留液。有機相置于10 mL具塞試管中，加塞，供測定用。如果試樣中含有鐵等能和APDC反應(yīng)的組分，萃取時，MIBK相呈糊狀甚至出現(xiàn)沉淀。此時，需要再用10 mL MIBK重復(fù)萃取一次，合并有機相，進行測量。標準系列要重復(fù)相同的操作。5.試樣的測定和標準曲線的繪制按照原子吸收分光光度計工作站使用說明書進行測定。五、

29、數(shù)據(jù)處理根據(jù)樣品的吸光度值確定樣品中重金屬的含量。六、思考題1.在進行原子吸收測定時常見的干擾因素有哪些？怎樣消除？2.根據(jù)國家有關(guān)環(huán)境標準對所測水樣的重金屬污染狀況進行評價。實驗五 土壤對銅的吸附土壤中重金屬污染主要來自于工業(yè)廢水、農(nóng)藥、污泥和大氣降塵等。過量的載金屬可引起植物的生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)。由于重金屬不能被土壤中的微主物所降解，因此可在土壤中不斷地積累，也可為植物所富集并通過食物鏈危害氣體健康。 重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化主要包括吸附作用、配合作用、沉淀溶解作用和氧化還原作用。其中又以吸附作用最為重要。銅是植物生長所必不可少的微量營養(yǎng)元素，但含量過多也會使植物中毒。土壤的銅污染主要

30、是來自于銅礦開采和冶煉過程。進人到土壤中的銅會被土壤中的粘土礦物微粒和有機質(zhì)所吸附，其吸附能力的大小將影響銅在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。因此，研究土壤對銅的吸附作用及其影響因素具有非常重要的意義。一、實驗?zāi)康?、了解影響土壤對銅吸附作用的有關(guān)因素。2、學(xué)會建立吸附等溫式的方法。二、實驗原理 不同土壤對銅的吸附能力不同，同一種土壤在不同條件下對銅的吸附能力也有很大差別。而對吸附影響比較大的兩種因素是土壤的組成和pH.。為此，本實驗通過向土壤中添加一定數(shù)量的腐殖質(zhì)和調(diào)節(jié)待吸附銅溶液的pH，分別測定上述兩種因素對土壤吸附銅的影響。 土壤對銅的吸附可采用Freundlich吸附等溫式來描述。即： QK1/n式

31、中：Q土壤對銅的吸附量，mg/g； 吸附達平衡時溶液中銅的濃度，mg/L； K，n經(jīng)驗常數(shù)，其數(shù)值與離子種類、吸附劑性質(zhì)及溫度等有關(guān)。將Freundlich吸附等溫式兩邊取對數(shù)，可得： 1g Q = lgK+lg以1gQ對1g作圖可求得常數(shù)K和n，將K、n代人Freundlich吸附等溫式，便可確定該條件下的Freundlich吸附等溫式方程，由此可確定吸附量（Q）和平衡濃度()之間的函數(shù)關(guān)系。三、儀器和試劑1、儀器(1)分光光度計。(2)恒溫振蕩器。(3)離心機。(4)酸度計。(5)復(fù)合電極。(6)容量瓶：50mL，250mL，500mL。(7)聚乙烯塑料瓶：50mL。2、試劑(1)50%酒

32、石酸鉀鈉溶液：稱取50g分析純酒石酸鉀鈉，溶于蒸餾水中，并稀釋至100ml。(2)1：5氨水：將100mL分析純濃氨水加至500mL蒸餾水中。(3)0.25%淀粉溶液：將0.25g可溶性淀粉用少量蒸餾水調(diào)成糊狀，再加剛煮沸的蒸餾水至100ml。(4)二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液：稱取0.1g分析純二乙基二硫代氨基甲酸鈉N(C2H5)2·CS2Na，溶于100mL蒸餾水中，存放于棕色試劑瓶中，并放在黑暗的地方，避免光線照射。(5)硫酸銅標準溶液：稱取0.3929g分析純CuSO4·5H2O，溶于蒸餾水中，并稀釋至1000mL。吸取5mL，再用蒸餾水稀釋至100mL，則此溶液每毫

33、升含5.00g銅。(6)二氯化鈣溶液(0.01 mol/L)：稱取1.5g CaC12·2H2O溶于1L水中。 (7)硫酸溶液：0.5mol/L。 (8)氫氧化鈉溶液：1mol/L。 (9)銅標準系列溶液（pH=2.5）：分別吸取10.00、15.00、20.00、25.00、30.00mL的銅標準溶液于250mL燒杯中，加0.01mol/L CaCl2溶液，稀釋至240mL，先用0.5mol/L H2SO4調(diào)節(jié)pH2，再以1mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH2.5，將此溶液移入250mL容量瓶中，用0.01mol/L CaCl2溶液定容。該標準系列溶液濃度為40.00、60.00、8

34、0.00、100.00、120.00mg/L。 按同樣方法，配制pH=5.5的銅標準系列溶液。 (10)腐殖酸（生化試劑）。 (11)1號土壤樣品：將新采集的土壤樣品經(jīng)過風干、磨碎，過0.15mm (100目）篩后裝瓶備用。(12)2號土壤樣品：取1號土壤樣品300g，加人腐殖酸10g，磨碎，過0.15mm（100目）篩后裝瓶備用。四、實驗步驟1、標準曲線的繪制于7支50mL比色管中，分別加入硫酸銅標準溶液0、0.50、1.0、2.0、3.0、4.0及5.0mL，用蒸餾水稀釋至25mL左右。依次加入0.5mL 50%酒石酸鉀鈉溶液，2.5mL 1:5氨水，0.5mL 0.25%淀粉溶液及2.5

35、mL二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液，再加蒸餾水至50mL。每加入一種試劑后均需混合均勻。 放置5min后，用10mm比色皿，于420nm波長處，以空白作參比，測量吸光度，繪制吸光度濃度曲線。2、土壤對銅的吸附平衡時間的測定(1)分別稱取1、2號土壤樣品各8份，每份1g于50mL聚乙烯塑料瓶中。 (2)向每份樣品中各加人50mg/L銅標準溶液50mL。 (3）將上述樣品在室溫下進行振蕩，分別在振蕩1.0、2.0、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0和6.0h后，離心分離，迅速吸取上層清液10mL于50mL比色管中，用蒸餾水稀釋至25mL左右。依次加入0.5mL 50%酒石酸鉀鈉溶液，2.5mL 1:

36、5氨水，0.5mL 0.25%淀粉溶液及2.5mL二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液，再加蒸餾水至50mL，每加入一種試劑后均需混合均勻。然后放置5min后用分光光度計測定吸光度。以上內(nèi)容分別用pH為2.5和5.5的100mg/L的銅標準溶液平行操作。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制溶液中銅濃度對反應(yīng)時間的關(guān)系曲線，以確定吸附平衡所需時間。3. 土壤對銅的吸附量的測定 (1)分別稱取1、2號土壤樣品各10份，每份1g，分別置于50mL聚乙烯塑料瓶中。 (2)依次加入50ml pH為2.5和5.5、濃度為40.00、60.00、80.00、100.00、120.00mg/L銅標準系列溶液，蓋上瓶塞后置于恒溫振蕩器上。 (

37、3)振蕩達平衡后，取15mL土壤渾濁液于離心管中，離心10min，吸取上層清液10mL于50mL比色管中，用蒸餾水稀釋至25mL左右。依次加入0.5mL 50%酒石酸鉀鈉溶液，2.5mL 1:5氨水，0.5mL 0.25%淀粉溶液及2.5mL二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液，再加蒸餾水至50mL，每加入一種試劑后均需混合均勻。然后放置5min后用分光光度計測定吸光度。(4)剩余土壤渾濁液用酸度計測定pH。五、數(shù)據(jù)處理1. 土壤對銅的吸附量可通過下式計算： Q = 式中：Q土壤對銅的吸附量，mg/g； 0溶液中銅的起始濃度，mg /L； 溶液中銅的平衡濃度，mg/L； V溶液的體積，mL； W烘干土樣重

38、量，g。由此方程可計算出不同平衡濃度下土壤對銅的吸附量。2. 建立土壤對銅的吸附等溫線 以吸附量(Q)對濃度()作圖即可制得室溫下不同pH條件下土壤對銅的吸附等溫線。3. 建立Freundlich方程以1gQ對1g作圖，根據(jù)所得直線的斜率和截距可求得兩個常數(shù)K和n，由此可確定室溫時不同pH條件下不同土壤樣品對銅吸附的Freundlich方程。六、思考題1、土壤的組成和溶液的pH值對銅的吸附量有何影響？為什么？2、本實驗得到的土壤對銅的吸附量應(yīng)為表觀吸附量，它應(yīng)當包括銅在土壤表面上哪些作用的結(jié)果？實驗六 底泥對苯酚的吸附作用底泥/懸浮顆粒物是水中污染物的源和匯。水體中有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化途徑很多

39、，如揮發(fā)、擴散、化學(xué)或生物降解等，其中底泥/懸浮顆粒物的吸附作用對有機污染物的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨及生物效應(yīng)有重要影響，在某種程度上起著決定作用。底泥對有機物的吸附主要包括分配作用和表面吸附。 苯酚是化學(xué)工業(yè)的基本原料，也是水體中常見的有機污染物。底泥對苯酚的吸附作用與其組成、結(jié)構(gòu)等有關(guān)。吸附作用的強弱可用吸附系數(shù)表示。探討底泥對苯酚的吸附作用對了解苯酚在水/沉積物多介質(zhì)的環(huán)境化學(xué)行為，乃至水污染防治都具有重要的意義。本實驗以兩種不同組成的底泥為吸附劑，吸附水中的苯酚，測出吸附等溫線后，用回歸法求出底泥對苯酚的吸附常數(shù)，比較它們對苯酚的吸附能力。一、實驗?zāi)康?、繪制兩種底泥對苯酚的吸附等溫線，求出

40、吸附常數(shù)，比較它們對苯酚的吸附能力；2、了解水體中底泥的環(huán)境化學(xué)意義及其在水體自凈中的作用。二、實驗原理試驗底泥對一系列濃度苯酚的吸附情況，計算平衡濃度和相應(yīng)的吸附量，通過繪制等溫吸附曲線，分析底泥的吸附性能和機理。本實驗采用4-氨基安替比林法測定苯酚。即在pH10.0±0.2介質(zhì)中，在鐵氰化鉀存在下，苯酚與4-氨基安替比林法反應(yīng)，生成的吲哚酚安替比林染料，其水溶液在波長510nm處有最大吸收。用2cm比色皿測量時，苯酚的最低檢出濃度為0.1mg/L。三、儀器與試劑1、儀器（1）恒溫調(diào)速振蕩器（2）低速離心機（3）可見光分光光度計（4）碘量瓶：150mL（5）離心管：25mL（6）比

41、色管：50mL（7）移液管：2mL，5mL，10mL，20mL2、試劑（1）無酚水：于1L水中加入0.2 g經(jīng)200活化0.5 h的活性炭粉末，充分振蕩后，放置過夜。用雙層中速濾紙過濾，或加氫氧化鈉使水呈堿性，并滴加高錳酸鉀溶液至紫紅色，移入蒸餾瓶中加熱蒸餾，收集流出液備用。本實驗應(yīng)使用無酚水。 注：無酚水應(yīng)貯備于玻璃瓶中，取用時應(yīng)避免與橡膠制品（橡皮塞或乳膠管）接觸。（2）淀粉溶液：稱取1g可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，加沸水至100mL，冷卻，置冰箱保存。（3）溴酸鉀溴化鉀標準參考溶液（c1/6KBrO3 = 0.1mol/L）稱取2.784g溴酸鉀溶于水中，加入10g溴化鉀，使其溶解，移

42、入1000 mL容量瓶中，稀釋至標線。（4）碘酸鉀標準參考溶液（c1/6KIO3 =0.0125 mol/L）稱取預(yù)先在180烘干的碘酸鉀0.4458 g溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標線。（5）硫代硫酸鈉標準溶液（cNa2S2O30.0125mol/L）：稱取3.1g硫代硫酸鈉溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸鈉，釋釋至1000mL，臨用前，用碘酸鉀標定。 標定方法：取10.0mL碘酸鉀溶液置于250mL碘量瓶中，加水稀釋至100mL，加1g碘化鉀，再加5mL 1：5硫酸，加塞，輕輕搖勻。置暗處放置5min，用硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色，加1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛褪去為

43、止，記錄硫代硫酸鈉溶液用量。按下式計算硫代硫酸鈉溶液濃度（mol/L）： cNa2S2O3= 0.0125 × V4/ V3式中：V3硫代硫酸鈉溶液消耗量，mL ; V4移取碘酸鉀標準參考溶液量，mL ;0.0125碘酸鉀標準參考溶液濃度，mol/L。（6）苯酚標準儲備液：稱取1.00 g無色苯酚溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標線。在冰箱內(nèi)保存，至少穩(wěn)定1個月。 標定方法：吸取10.00 ml，苯酚儲備液于250mL碘量瓶中，加水稀釋至100mL，加10.0mL 0.1mol/L溴酸鉀溴化鉀溶液，立即加入5mL，鹽酸，蓋好瓶塞，輕輕搖勻，在暗處放置10min。加入1g碘化鉀，蓋好瓶塞，再輕輕搖勻，在暗處放置5min。用0.0125mol/L硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，加入1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去，記錄用量。同時以水代替苯酚儲備液作空白試驗，記錄硫代硫酸鈉標準溶液滴定用量。苯酚儲備液的濃度由下式計算： 苯酚=（V1一V2）&