水體中大量元素的測定

第第頁水體中大量元素的測定§3大量元素的測定3.1總氮的測定水樣中總氮包括銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和能被轉化為銨鹽的有機氮。測定水中總氮可了解水體受污染情形，是評價湖泊或水庫及其它水域富營養(yǎng)化的緊要指標。測定水樣中總氮的方法有開氏法和紫外分光光度法。開氏法為經(jīng)典方法，也是常規(guī)方法，紫外分光光度法需高壓消煮設備及紫外分光光度計。開氏法方法原理水樣在酸性條件下濃縮蒸干，用高錳酸鉀和還原鐵粉將亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮轉化為銨，加入濃硫酸及混合催化劑消煮，使有機氮也轉化為銨，在強堿性條件下蒸餾，蒸餾出的氨汲取于硼酸溶液中，再用硫酸或鹽酸標準溶液滴定被汲取的銨（參見土壤分析）。操作步驟取水樣50mL（含氮低時取L00mL）于開氏燒瓶中，加濃硫酸3mL，在電爐上低溫煮沸濃縮，至體積約10mL時，取下冷卻，加入1mL高錳酸鉀溶液搖動開氏瓶，放置5min，將0.5g還原鐵粉放人開氏瓶底部，輕輕轉動開氏瓶，待激烈反應停止時（約需5min），將開氏瓶放在電爐上連續(xù)加熱，待硫酸發(fā)煙時取下冷卻，當心加入1g混合催化劑。在電爐上連續(xù)消煮至溶液成藍綠色，取下冷卻，用少量水將消煮液洗入定氮蒸餾裝置中，加氫氧化鈉溶液15mL，在蒸餾裝置的冷凝管下端承接一個裝有10mL硼酸溶液和1滴混合指示劑的三角瓶。冷疑管下端插入硼酸溶液中，通人蒸汽蒸餾，至汲取液體積達40mL左右時，蒸餾完畢，取下三角瓶，用鹽酸標準溶液滴定至由藍色變到微紅色為盡頭。同時做空白試驗。結果計算總氮（N）=C*（V1—V2）*14/V2*1000式中：總氮（N）含量，mgL—1；C：鹽酸標準溶液的濃度，molL—1；V1：樣品滴定鹽酸標準溶液體積，mL；V0：空白滴定鹽酸標準溶液體積，mL；14：氮的摩爾質量，gmoL—1；V2：吸取水樣體積，mL；1000——換算成每升含量。注：如水中含氮過低（滴定法誤差較大），蒸餾時硼酸汲取液中不加混合指標劑，可取部分汲取液用靛酚藍比色法測定汲取液中的銨（原理參見植物分析）。過硫酸鉀氧化—紫外分光光度法方法原理水樣在過硫酸鉀存在條件下，經(jīng)高壓消煮，將亞硝酸根、銨、有機態(tài)氮均轉化成硝酸根，在紫外分光光度計上于220nm和275nm處分別測出吸光度A220和A275，用其校正吸光度A（A=A220—A275）在工作曲線上查出硝酸根濃度，從而計算水中總氮。操作步驟1.吸取水樣25mL于50mL具塞比色管中加入氧化劑溶液25mL，塞緊瓶塞，并用紗布將瓶塞包好扎緊，放人高壓蒸氣**器中，先開啟放氣閥，至有水汽噴出時，關閉放氣閥，連續(xù)加熱至120oC保持30min，冷卻（此消化液可作為測定水樣中總氮和總磷用）。消化液可直接在紫外分光光度計上用波長220nm和275nm測定A220和A275，用1cm石英比色皿比色。2.工作曲線吸取氮標準溶液（100mgL—1）0、1、2、3、4、5、6mL分別于50mL比色管中，各加25mL氧化劑溶液，用水定容至刻度，得到氮的標準系列溶液0、02、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mgL—1、與樣品同樣消煮、測定，以A=A220—A275）與氮濃度繪制工作曲線。結果計算總氮（N）=C*V1/V2式中：水樣中總氮含量（N），mgL—1；C：從工作曲線上查得氮濃度mgL—1；V1：消化液體積，mL；V2：水樣體積，mL。3.2銨態(tài)氮測定水中的銨離子來源于農(nóng)業(yè)施用的肥料、工業(yè)及生活廢水，因此，它是水源被污染的一個重、要指標。納氏試劑法是測定銨離子的經(jīng)典方法。但是，該方法的靈敏度不夠高。靛酚藍法已經(jīng)替代了納氏試劑法，現(xiàn)在已被很多國家列為標準方法。靛酚藍比色法方法原理水中的銨在強堿性介質中與次氯酸鹽和苯酚作用，生成水溶性染料靛酚藍，用比色法測定。本法測定靈敏度（0.01mgL—1）（詳見植物分析），高于納氏試劑比色法。操作步驟1.水樣吸取水樣20～30mL（含N2～25mg），放人50mL容量瓶中，加水使總體積為30mL，依次加入5mL酚溶液和5mL次氯酸鈉堿性液，搖勻在20oC左右室溫下放置1h后，加入1mL掩蔽劑以溶解可能生成的沉淀物，然后用水定容，用1cm比色皿在625nm波優(yōu)點進行比色。用空白試驗溶液調整零點。2.繪制工作曲線分別吸取銨態(tài)氮標準溶液（mgL—1）0、0.5、1、2、3、4、5mL放入50mL容量瓶中用蒸餾水定容，同上法測定后繪制標準曲線，標準液的濃度相應地為0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mgL—1、結果計算水樣中銨態(tài)氮（N）=C*50/V式中：水樣中銨態(tài)氮（N），mgL—1；C：從工作曲線上查得顯色液中氮的濃度，mgL—1；50：顯色溶液體積，mL；V：吸取水樣體積，mL。注意事項1.此法顯色反應速度較慢，溫度對于顯色的影響很大，溫度低時顯色時間可適當延長，必要時可將量瓶放在70～80℃的水浴上保溫5min，以加速顯色。2.硝普鈉是反應的催化劑，能加速顯色，注意硝普鈉有劇毒。3.3亞硝酸根的測定亞硝酸鹽極不穩(wěn)定，易被氧化為硝酸鹽，也易被還原為氨。從水樣中亞硝酸鹽氮含量和硝酸鹽氮及氨氮的含量綜合考慮，可以推想水體被污染程度及其氧化還原進程，未被污染的地表水中，亞硝酸鹽含量一般不超過0.1mgL—1、重氮化偶合分光光度法重氮化偶合分光光度法運用于測定較清潔水中亞硝酸鹽氮的含量，也可用于已經(jīng)還原為亞硝酸鹽的水樣中硝酸鹽氮的測定。待測水樣中的亞硝酸根與氨基苯磺酸及α—萘胺乙酸作用，生成紅色偶氮染料進行比色。本法可以測定范圍：0.05～0.5mgL—1NO2—。若超過，可以稀釋后測定。操作步驟1.水樣吸取50mL水樣于100mL量瓶中，加4mL對氨基苯磺酸顯色劑及4mLα—萘胺顯色劑，加蒸餾水至刻度搖勻。放置20min后在分光光度計上用530nm波上進行比色。2.繪制工作曲線配制含亞硝酸根系列標準溶液的標準曲線：0、0.05、0.1、0.3、0.5mgL—1NO2—。與待測水樣同樣條件進行比色。結果計算水樣中亞硝酸根含量（NO2—mgL—1）=C*V1/V2式中：C：曲線上查得顯色液中亞硝酸很的濃度，mgL—1；V1：顯色液體積，mL；V2：吸取水樣體積，mL。注意事項1.此法顯色反應速度較慢，溫度對于顯色的影響很大，溫度低時顯色時間可適當延長，必要時可將量瓶放在70～80oC的水浴上保溫5min，以便加速顯色。2.紅色偶氮染料，必需避開長時間的接觸空氣和陽光照射，否則將引起分解而褪色。3.由于亞硝酸鹽很不穩(wěn)定，所以采來的水樣應立刻測定。3.4硝酸根的測定水中硝酸鹽含量高到某種程度即意味著水有污染或造成水體富營養(yǎng)化，飲用水中硝酸鹽含量過高時，將對人的健康產(chǎn)生**影響。測定水中硝酸根方法有酚二磺酸比色法，還原比色法，還原蒸餾法和紫外分光光度法等。酚二磺酸法是經(jīng)典方法，樣品處理雖較麻煩，但靈敏度高，仍普遍使用。紫外分光光度法，特別簡便，樣品不需任何處理，但需紫外分光設備。酚二磺酸比色法方法原理硝酸根離子在無水情況下與酚二磺酸作用生成硝基酚二磺酸，在堿性條件下顯穩(wěn)定的黃色，可用分光光度法測定。操作步驟1.水樣吸取水樣15～50mL于瓷蒸發(fā)皿中，加入1滴氫氧化鉀溶液，在水浴上蒸干，冷卻后加入2mL酚二磺酸試劑。用玻璃棒充分攪動，使酚二磺酸與殘渣充分接觸，加入15mL水，滴加氨水至黃色不再加深為止。洗入100mL容量瓶中（如有沉淀需過濾）用水定容，在420nm波長比色測定。2．工作曲線測定吸取硝酸根標準溶液（NO3—100mgL—1）0、0.5、1、2、3、4、5mL分別于瓷蒸發(fā)皿中與樣品同樣在水浴上蒸干顯色、比色。繪制工作曲線。結果計算水樣中硝酸根含量（NO3—mgL—1）=C*V1/V2式中：C：從工作曲線上查得顯色液中硝酸根濃度，mgL—1；V1：顯色液體積，mL；V2：吸取水樣體積，mL。注意事項1.亞硝酸很含量超過1mgL—1時，待測水樣須用高錳酸鉀將亞硝酸根氧化硝酸根，從測得結果中減去亞硝酸根；2.氯離子對測定有影響，氯離于超過10mgL—1時，可用硫酸銀將其沉淀除去，多余銀離子用碳酸鎂除去。紫外分光光度法方法原理硝酸根在紫外線（220nm）有汲取峰，水樣可不經(jīng)任何處理在紫外分光光度計上于波長220nm和275nm直接測定A220和A275、用校正吸光度A＝A220—A275查得硝酸根濃度。操作步驟水樣（如混濁需過濾）直接在紫外分光光度計上用220nm和275nm1cm石英比色皿測定汲取值A（A＝A220—A275）。結果計算在工作曲線上查得硝酸根濃度即水樣中的硝酸根含量，mgL—1、3.5磷的測定雨水、天然水中磷含量通常很低，一般每升中僅數(shù)十微克。但近年來隨著含磷化肥施用量不斷加添，以及含磷洗滌劑的使用，使磷隨雨水或污水排入江河湖泊，使水體中磷不斷富集。水中磷重要以各種磷酸鹽的形態(tài)存在，也有由于生物化學過程產(chǎn)生的有機磷化合，通過測定水中總磷和無機磷含量可估量水體是否污染以及污染的程度，是判定水質富營養(yǎng)化的緊要指標。磷的測定多用磷鉬藍比色法，但水樣中有機磷需經(jīng)氧化分解轉化成正磷酸鹽才能顯色而用藍法比色。有機磷的氧化，多將水樣蒸干，加入硫酸、高氯酸（或過氧化氫）加熱，將有機磷轉化成正磷酸鹽然后用鉬藍比色法測定。近年來，也有將水樣中加入過硫酸鉀在高壓條件下氧化將有機磷轉成正磷酸鹽然后用鉬藍比色法測定。水中無機磷可直接用鉬藍法比色。硫酸—高氯酸—鉬藍比色法方法原理水樣經(jīng)蒸干后，用硫酸和高氯酸（或過氧化氫）氧化，使水樣中各種形態(tài)磷轉化成正磷酸鹽，溶液中的正磷酸根在適當?shù)乃岫群瓦€原劑的存在下與鉬酸形成磷鉬雜多酸而顯藍色，用分光光度法測定其汲取值，并在磷的工作曲線上查出磷的濃度，從而計算水中總磷的含量。水中無機磷可直接顯色比色測定。操作步驟1.吸取水樣25—100mL（含P1—10mg）于100mL燒杯中，加硫酸1mL，在電爐上低溫蒸干，至近干（硫酸微發(fā)煙）時取下冷卻，沿燒杯壁滴加高氯酸1mL，在電爐上加熱使硫酸發(fā)煙趕盡高氯酸，取下冷卻，洗入25mL容量瓶（如有沉淀需過濾）。加水20mL左右，加1滴二硝基酚指示劑，用氫氧化鈉溶液及硫酸溶液調整至微黃色，加1mL鉬酸銨—硫酸溶液，搖勻。再加2滴氯化亞錫甘油溶液，定容、搖勻，放置5～15min，在分光光度計上比色，用660nm波長3cm比色皿。2.工作曲線測定：吸取磷標準溶液（5mgL—1）0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL分別于25mL容量瓶中按樣品測定同樣調pH。顯色、比色并繪制工作曲線。結果計算水樣中總磷含量（PmgL—1）=C*V1/V2式中：C：在工作曲線上查得顯色液中磷的濃度，mgL—1；V1：顯色液定容體積，mL；V2：吸取水樣體積，mL。注意事項1.氯化亞錫比色法對溶液酸度、顯色溫度以及顯色后放置時間要求較嚴，肯定按方法要求操作。2.如水樣中含磷過低，顯色后藍色很淺，直接比色有困難時，可顯色后用異丁醇萃取后比色。3.6磷酸根態(tài)磷的測定異丁醇萃取—鉬藍比色法方法原理水樣中的磷酸根與鉬銻抗顯色劑生成磷鉬藍，用異丁醇萃取于有機相中比色，可提高測定靈敏度。操作步驟1.吸取水樣40mL于50mL容量瓶中，加用銻抗顯劑4mL搖均，放置30min，加8mL異丁醇萃取劑，反復充分搖勻使成乳濁液，放置1h便兩相分別，用細玻璃棒攪動異丁醇部分，使顏色均勻，用滴管吸出異丁醇部分于0.5cm比色皿中，在分光光度計上用689nm波長測定汲取值，并在工作曲線上查得磷濃度。該顏色數(shù)小時內穩(wěn)定。2.工作曲線吸取磷標準溶液（1mgL—1）0、1、2、3、4、5、6、7、8mL分別放入50mL容量瓶中，并分別加入蒸餾水40、39、38、37、36、35、34、33、32mL，此工作曲線分別含磷（P）為0、1、2、3、4、5、6、7、8mg。然后按樣品同樣顯色萃取，比色測定，繪制工作曲線。結果計算無機磷酸根態(tài)磷含量（PmgL—1）=m*10—3/V*1000式中：m：在工作曲線上查得顯色液中磷的質量，mg；10—3：mg換算為mg；V：吸取水樣體積，mL；1000：換算成每升中含量。3.7鉀鈉的測定鉀在自然界分布很廣，但由于含鉀的硅鋁酸鹽礦物很穩(wěn)定較難風化，又由于鉀離子易被土壤吸附。所以一般天然水中鉀濃度很低，很少達到20mgL—1、當植物成熟，葉片干黃脫落時，植物同化的鉀會再次溶解進入地表水，肥料和有機廢棄物中的鉀也是地表水中鉀的來源之一、天然水中鈉含量往往較鉀為高，特別是某些鹽堿土地區(qū)的地下水或鹽湖水含量更高，是水中含鹽量的重要構成分，測定水中鈉含量可了解水的含鹽情況。水中鉀的測定方法有重量法、比濁法、火焰光度法和原子汲取光譜法等。近年來也有用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP法）測定鉀和鈉。測定水中鉀和鈉的*簡便的方法是火焰光度法?；鹧婀舛确ǚ椒ㄔ硭畼訃娙牖鹧婀舛扔嫷幕鹧嬷?，水樣中的鉀和鈉被激發(fā)產(chǎn)生于其特征光譜。透過干涉濾光片（K766.5nm，Na589.0nm）經(jīng)光電管（或光電池）轉化成電訊號，測量電訊號大小，并與標準系列比較，計算水樣中鉀和鈉的含量（詳見土壤分析）。結果計算水樣中鉀和鈉的含量很低，不需任何處理或稀釋，所以從工作曲線查得的濃度即水樣中鉀和鈉的含量，分析結果以K、NamgL—1表示?！?鈣、鎂的測定鈣是自然界*豐富的堿土金屬，是很多礦物的基本組分。也是構成各種動植物生命體不可缺少的基本元素。鈣是多數(shù)天然水中的重要溶質成分，但其**含量并不高，這是由于鈣的重要鹽類（碳酸鈣，硫酸鈣等）的溶解度不高。測定鈣含量是計算水的硬度的緊要指標。鎂是天然水中常見的元素之一，在低礦化水中，鎂的含量一般低于鈣的含量，但在某些硫酸鹽水中，其含量可比鈣高幾十倍到幾百借，這是由于鈣和鎂的硫酸鹽溶解度不同所致。飲用水中硫酸鎂含量過高時有苦味且易使人產(chǎn)生腹瀉。但鎂也是動植物體內所需的元素之一、鈣、鎂的測定常用的是EDTA絡合滴定法、原子汲取光譜法，近年來電感耦合等高子體發(fā)射光譜法也有應用。EDTA絡合滴定法方法簡便快速，不需多而雜的儀器。原子汲取光譜法方法原理將試樣噴入火焰，使鈣、鎂原子化，在火焰中形成的基態(tài)原子對鈣、鎂特征譜線產(chǎn)生選擇性汲取，由測得的吸光度與標準溶液吸光度比較而確定樣品中鈣、鎂濃度。鈣選用422.7nm，鎂選用285.2nm共振線測定（參見土壤分析）。§5硫的測定5.1硫酸根離子的測定硫酸鹽廣泛分布于各類天然水中，水中少量硫酸鹽對人體沒什么影響，但硫酸根含量超過250時，有致瀉作用，超過400mgL—1時，水有微澀苦味。測定硫酸根有重量法、容量法、比濁法及比色法等，可依據(jù)實際情況選用，重量法系經(jīng)典方法，但操作繁瑣費時，且不適于硫酸根含量低的水樣的測定；硫酸鋇比濁法適用于較低含量硫酸鹽測定，但必需嚴格掌控操作條件；鉻酸鋇比色法具有操作簡便，精準度和**度都較高的特點，適用于高濃度和低濃度含量硫酸根的測定。鉻酸鋇比色法方法原理由于硫酸鋇的溶解度比鉻酸鋇的溶解度小得多，在微酸性條件下，鉻酸鋇與硫酸根生成硫酸鋇沉淀，而釋放出鉻酸根。溶液中和后，多余的鉻酸鋇及生成的硫酸鋇仍是沉淀狀態(tài)，可過濾除去。在堿性條件下鉻酸根呈黃色，可用分光光度法測定。BaCrO4+SO42—→BaSO4↓+CrO42—操作步驟1.取水樣50mL于250mL燒杯中，加鹽酸溶液1mL，在電爐上微沸5min取下，加入鉻酸鋇懸液2.5mL，連續(xù)微沸5min，取下稍冷，滴加氨水至呈檸檬黃色，再多加2滴。冷卻后用慢速濾紙過濾于50mL容量瓶中（加濾液混濁可反復過濾至透亮），用少量水洗滌燒杯及濾紙2～3次，濾液一并入容量瓶中，近刻度取下用水定容搖勻，用分光光度法測定，波長420nm，1cm比色皿。2.吸取硫酸根標準溶液（1000molL—1）0、0.25、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL分別于燒杯中加水至50mL，按樣品操作步驟測定。結果計算水樣中硫酸根含量，（SO42—mgL—1）=m/V*1000式中：m：在工作曲線上查得硫酸根質量，mgL—1；V：吸取水樣體積，mL；1000：換算成每L含量。注意事項1.水樣中碳酸根對測定有影響，故必需加鹽酸酸化，煮沸趕去二氧化碳。2.趁熱加入鉻酸鋇并煮沸可使反應完全，并使硫酸鋇顆粒大些便于過濾。3.制作鉻酸鋇懸液時應加鹽酸酸化，使成微酸性以免碳酸鋇沉淀形成。5.2硫化物的測定當水中含有H2S時，能嗅到硫化氫的臭雞蛋味，天然水中不常顯現(xiàn)高濃度的硫化氫，溫泉水可能含有硫化氫及硫化物，含硫有機物分解以及水中的硫酸鹽經(jīng)**還原可生成硫化物，在排水**，長期淹水的稻田或沼澤中常產(chǎn)生H2S和硫化物。測定硫化氫及硫化物的方法有比色法、碘量法、氣相色譜法等。其中，碘量法較快速簡便。碘量法方法原理水樣中硫化物（或硫化氫）在酸性溶液中加熱蒸餾生成硫化氫氣體，用鋅的氨性溶液汲取生成硫化鋅沉淀，加酸酸化，用碘標準溶液滴定，以淀粉作指示劑，其反應式如下：S2—+2H+→H2SZn（NH3）42++H2S+2H2O→ZnS↓+2NH4++2NH4OHZnS+2H+→Zn2++H2SS2—+I2→2I—+S↓依據(jù)碘標準溶液的濃度和滴定時用去的毫升數(shù)，即可計算出每升水樣中硫根的含量。操作步驟1.取水樣100mL于250mL三角瓶中（甲），另一三角瓶（乙）中加入蒸餾水100mL及氨性硫酸鋅溶液10mL。2.在甲瓶上裝一**漏斗，加1：1鹽酸20mL，由甲瓶引一玻璃導管，插入乙瓶液面下，構成一蒸餾裝置。3.將甲瓶加熱煮沸10min，拆下導管；乙瓶中溶液用1：1鹽酸酸化后加淀粉指示劑，再用碘標準溶液滴至淺藍色不褪為止，記下碘標準溶液mL數(shù)。結果計算水樣中硫（S2—）=C*V1*M/V2*1000式中：C：碘標準溶液的濃度，molL—1；V1：滴定時用去碘標準溶液的體積，mL；M：硫的摩爾質量（16.03）V2：吸取水樣體積，mL；1000：換算成每升水樣中含量。注意事項1.甲瓶加熱時間不宜太長，以免鹽酸蒸汽進入汲取瓶中，致使鋅溶液中的氨被中和，使硫化鋅沉淀溶解。2.加鹽酸及淀粉溶液后應立刻滴定?！?其它金屬元素的測定6.1水樣的預處理水體中的金屬元素按其對人體的健康的影響可分為三類：一是人體健康必需的常量元素（Na、K、Ca、Mg）和微量元素（Fe、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Se、V、Mo、Si、Sn），它們的缺乏或過量都于人體健康不利。二是對人體健康有害的金屬（如Pb、Cd、Hg、As、Be、Ti、Ba等）。三是在人體中確有存在，但生理功能尚不明的元素（Li、B、AL、Ti、Zr等）。水體中金屬有利或者有害不僅取決于金屬的種類、理化性質，而且還取決于金屬的濃度及存在的價態(tài)和形態(tài)，即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會有猛烈的毒性，使動植物中直，甚至死亡。金屬有機化合物（如有機汞、有機鉛、有機砷、有機錫等）比相應的金屬無機化合物毒性要強得多；可溶態(tài)的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大；六價鉻比三價鉻毒性在大等等?？蛇^濾金屬：目前國內外把通過孔徑0.45mm濾膜的部分，稱為“溶解的”金屬，它不僅包括金屬簡單的水合離子、無機和有機絡物，還包括能通過0.45mm濾膜的膠體粒子，因此用“可過濾金屬”比用“溶解的金屬”更為的確。要測可過濾金屬，宜在現(xiàn)場采樣后立刻（或盡快）用0.45mm濾膜抽濾，并將濾液酸化至pH2，保存于聚乙烯瓶中。不能先酸化后過濾，由于酸化后，就更改了水體中原有的化學平衡，使顆粒物、懸浮物上的金屬有部分轉入溶液之中，所得“可過濾金屬”即不能代表原水體中的真實情況，其測定值是偏高的。不可過濾（懸浮態(tài)）的金屬：指在用0.45mm微孔濾膜過濾時，不能通過過濾膜的部分，將濾膜和懸浮經(jīng)猛烈的化學消解，然后測定得到的金屬含量。金屬總量：金屬總量系指存在于水體中的無機結合態(tài)和有機結合態(tài)、可過濾態(tài)和懸浮態(tài)的總和。為此，要取酸化后并混合均勻的水樣，經(jīng)猛烈的化學消解作用，測得金屬的總量；它也可以是可過濾金屬和懸浮態(tài)金屬之和。6.1.1過濾和酸化要分別測定可過濾金屬和不可過濾金屬，應在取樣后，加酸酸之后，盡快用0.45mm微孔濾膜抽濾，濾液收集到含有用硝酸酸化的聚乙烯瓶（或桶）中，用酸酸化至pH≤2、過濾用的濾膜有聚氯乙烯膜、聚碳酸酯膜、硝酸纖維膜、聚四氟乙烯膜、硝酸醋酸混合纖維膜等，一般多采納硝酸醋酸混合纖維膜，國內已有不少廠家生產(chǎn)，其性能可以充足水質監(jiān)測和科研的要求。酸化水樣所用的酸，可依據(jù)待測物的性質和所加酸的基體對以后測定方法的影響來決議。例如用火焰原子汲取法測定，可用硝酸、鹽酸酸化，由于這兩種酸介質對火焰原子汲取測定影響均很?。灰话悴挥昧蛩崴峄?，由于硫酸會在火焰產(chǎn)生分子汲取，或使待測金屬原子化受到抑制。石墨爐原子汲取法要避開用鹽酸、硫酸和高氯酸，由于它們有嚴重的乙氨基二硫代甲酸銀光度法測定砷，宜用硫酸酸化，由于大量硝酸對該方法有干攏。不同的待測成分，酸化保存條件不同，例如測泵以HNO3—K2Cr2O7介質為*好；測定六價鉻的水樣，不能用硝酸酸化，由于在酸性介質中，Cr（Ⅵ）的氧化電位高，不穩(wěn)定，易被還原為低價態(tài)，因此應當用NaOH或氨化調整水樣至pH8—L0、在弱堿性介質中保存Cr（Ⅵ）至少可穩(wěn)定一個月。大多數(shù)分析純的酸都含有痕量金屬（≤L.0mg/L）。對于清潔環(huán)境水樣，很多金屬的濃度在0.χ－χ.0mg/L（如Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、As）或在0.0χmg/L（如Hg、Cd、Se等），用這種純度的酸來酸化或消解水樣，引起的沾污太大，空白值太高，明顯是不合適，應當使用MOS（工藝純）試劑酸，或用亞沸蒸餾新提純制得的酸。但是對于工業(yè)廢水，待測金屬濃度較高，使用**純酸或分析純酸來酸化樣品已能充足要求。6.1.2樣品的消解方法水樣消解的目的是將樣品中對測定有干擾的有機物和懸浮顆粒物分解掉，使待測金屬以金屬形式進入溶液中。水樣的消解方法有濕化學氧化法和干灰化法。加入的酸和氧化劑要和以后的測定方法不產(chǎn)生沖突，即加入的試劑不干擾測定，也不導致待測金屬的嚴重沾污和損失。經(jīng)消解制備供分析用的試樣溶液，大多金屬元素可用AAS或ICP等儀器分析測定，尤可用ICP一次測定。一般采納的消解方法有：1.硝酸消解法取混勻的水樣50—200mL置燒杯中，加硝酸5—L0mL，在電熱板上加熱煮沸，蒸發(fā)至小體積。若試液混濁不清，顏色較深，則應補加硝酸連續(xù)消解至試液清亮透亮，呈淺色或無色，連續(xù)蒸至近干。取下燒杯，稍冷。加2％HNO3（或2％HCL）20mL，溫熱溶解可溶鹽類。若有沉淀，過濾入50mL容量瓶中，用水洗滌數(shù)次，洗液并入容量瓶中。待冷至室溫后，加水至標線，搖勻備測。2.硝酸—高氯酸消解法取混勻的水樣50—200mL置燒杯或錐形瓶中，加硝酸5—L0mL，在電熱板上加熱消解，至大部分有機物分解。取下稍冷，加入高氯酸2—5mL，連續(xù)加熱至開始冒白煙。若試液顏色加深，說明硝酸不足，應再補加3—5mL，連續(xù)消解，直至冒深厚白煙將盡（注意：切不可蒸至干枯）。取下稍冷，加2％HNO320mL，溫熱溶解可溶鹽類，若有沉淀，用快速濾紙過濾入50mL容量瓶中。3.硝酸－硫酸消解法取適量混勻水樣置燒杯中，加硝酸5mL，30％H2O22mL，加熱消解，蒸至小體積，取下燒杯，稍冷。加入硫酸5mL，硝酸5mL，加熱至不產(chǎn)生棕黃色氮氧化物后，連續(xù)加熱蒸至置大量白煙。冷卻后，加水20mL，溫熱溶解可溶鹽類。若有沉淀需過濾除去。本方法不適用于測定易生成難溶硫酸鹽的金屬如鉛、鋇、鍶等。4.干灰化法取適量混合水樣于白瓷或石英蒸發(fā)皿中，置水浴上蒸干，移入500—550馬福爐中灰化有機物至殘渣呈灰白色。取出蒸發(fā)皿冷卻，用適量2％HNO3（或HCL）溶解樣品灰分，過濾入容量瓶中。本方法不適用于在此溫度下易引起揮發(fā)損失的元素，如As、Hg、Cd、Se、Sn等。§7有機化合物的測定7.1化學需氧量化學需氧量（COD），是指在肯定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的毫克／升來表示。化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度。水中還原性物質包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機物污染是很普遍的，因此化學需氧量也作為有機物相對含量的指標之一、水樣化學需氧量，可受加入氧化劑的種類及濃度，反應溶液的酸度、反應溫度和時間，以及催化劑的有無而獲得不同的結果。因此，化學需氧量亦是一個條件性指標，必需嚴格按操作步驟進行。對于工業(yè)廢水，我國規(guī)定用重鉻酸鉀法，其測得的值稱為化學需氧量。重鉻酸鉀法（CODcr）方法原理在強酸性溶液中，肯定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑、用硫酸亞鐵銨溶液回滴。依據(jù)用量算出水樣中還原性物質消耗氧的量。干擾及其除去酸性重鉻酸鉀氧化性很強，可氧化大部分有機物，加入硫酸銀作催化劑時，直鏈脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有機物卻不易被氧化，吡啶不被氧化，揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在于蒸氣相，不能與氧化劑液體接觸，氧化不明顯。氯離子能被重鉻酸鹽氧化，并且能與硫酸銀作用產(chǎn)生沉淀，影響測定結果，故在回流前向水樣中加入硫酸汞，使成為絡合物以除去干擾。氯離子含量高于2000mgL—1的樣品應先作定量稀釋、使含量降低至2000mgL—1以下，再行測定。方法的適用范圍用0.25molL—1濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大于50mgL—1的COD值。用0.025molL—1濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5～50mgL—1的COD值，但精準度較差。7.2高錳酸鹽指數(shù)高錳酸鹽指數(shù)，是指在肯定條件下，以高錳酸鉀為氧化劑，處理水樣時所消耗的量，以氧的mgL—1來表示。水中的亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無機物和在此條件下可被氧化的有機物，均可消耗高錳酸鉀。因此，高錳酸鹽指數(shù)常被作為水體受還原性有機（和無機）物質污染程度的綜合指標。我國規(guī)定了環(huán)境水質的高錳酸鹽指數(shù)的標準。高錳酸鹽指數(shù)在以往的水質監(jiān)測分析書上，亦有被稱為化學需氧量的高錳酸鉀方法。由于在規(guī)定條件下，水中有機物只能部分被氧化，并不是理論上的需氧量，也不是反映水體總有機物含量的尺度。因此，用高錳酸鹽指數(shù)這一術語作為水質的一項指標，以有別于重鉻酸鉀法的化學需氧量（應用于工業(yè)廢水），更符合于客觀實際。酸性法方法原理水樣加入硫酸使呈酸性后，加入肯定量的高錳酸鉀溶液，并在沸水潛中如熱反應肯定的時間。剩余的高錳酸鉀，用草酸鈉溶液還原并加入過量，再用高錳酸鉀溶液回滴過量的草酸鈉，通過計算求出高錳酸鹽指數(shù)值。明顯，高錳酸鹽指數(shù)是一個相對的條件性指標，其測定結果與溶液的酸度、高錳酸鹽濃度、加熱溫度和時間有關。因此，測定時必需嚴格遵守操作規(guī)定，使結果具可比性。方法適用范圍酸性法適用于氯離子含量不超過300mgL—1的水樣。當水樣的高錳酸鹽指數(shù)值超過5mgL—1時，則酌情分取少量，并用水稀釋后再行測定。堿性法方法原理在堿性溶液中加肯定量高錳酸鉀溶液于水樣中，加熱肯定時間以氧化水中的還原性無機物和部分有機物。加酸酸化后，用草酸鈉溶液還原剩余的高錳酸鉀并加入過量，再以高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。7.3五日生化需氧量生活污水與工業(yè)廢水中含有大量各類有機物，當其污染水域后，這些有機物在水體中分解時要消耗大量溶解氧，從而破壞水體中氧的平衡，使水質惡化。水體因缺氧造成魚類及其它水生生物的