水样的常见预处理方法
水样的常见预处理方法
水样的常见预处理方法往往使监测结果失去准确性，甚至得出错误的结论，所以样品前处理过程是保证监测结果准确度的一个重要环节，样品前处理技术方法及需要注意的问题是保证监测结果真实可靠的保障。
常用的水样前处理方法有多种。
无机物测定的前处理方法常用的有过滤、絮凝沉淀、蒸馏、酸化吹气法等；Cu Pb Zn Cd 等重金属的前处理一般选用消解的方法；从环境水样中富集分离有机物的方法也有许多，半挥发性有机物的方法主要有液-液萃取，液-固萃取及固相微萃取等；对挥发性有机物主要有吹脱捕集法-顶空法和液-液萃取。
环境水样前处理具体方法的选择应根据处理方法对被测组分的实际影响，测定项目的要求和水样特点等来确定，每种处理方法都有一定的技术要求，操作方法不得当，都会直接影响监测结果的准确性。
1、环境水样过滤絮凝沉淀前处理方法测定天然水样溶解态元素时，用0、45 μm滤膜预处理水样，0、45 μm 滤膜能够方便地区分开溶解物和颗粒物如可溶性正磷酸盐 Fe、Cd、Cu、Pb 等的溶解态的测定，水样采集后立即用0、45 μm滤膜过滤，弃去初始50～100ml 溶液，收集所需体积的滤液供测定使用，或直接测定，或消解后测定。
测定元素总量时，取一定量均匀水样直接消解后进行测定，如总磷、总铁、总铅等。
水样的过滤和不过滤对测定结果影响很大，有时可能相差百分之几甚至几倍。
根据测定要求，决定水样是否过滤，否则，严重影响测定结果的准确性。
对于污染较轻的地面水中有些无机物的测定，采用絮凝沉淀处理方法对水样进行前处理。
如硫化物测定时，可先用醋酸锌沉淀法除去可溶性还原剂( 如亚硫酸盐硫代硫酸盐等) 的干扰，用中速定量滤纸或玻璃纤维滤膜对加入醋酸锌的水样进行过滤，测定沉淀物中硫化物。
测定氯化物硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、六价铬等，采用絮凝沉淀法对水样进行前处理。
不同的分析项目，絮凝沉淀前处理方法略有差别，但原理都是利用氢氧化物沉淀吸附作用以消除或减弱干扰，过滤后测定滤液中该物质含量一般采用慢速或中速定量滤纸过滤，因为定量滤纸预先已用盐酸和氢氟酸处理过，其中大部分无机物已被除去，采用滤纸为滤料时，用前还应先用蒸馏水洗滤纸，进一步除去可溶性物质，并弃去出滤液20ml。
环境监测水样的预处理
环境监测水样的预处理在环境监测中，处理水样是必不可少的一步。
水样中可能存在着各种各样的有机物和无机物，如果不对其进行预处理，可能会导致后续分析结果不准确，甚至误判。
因此，水样的预处理在环境监测中具有重要的意义。
环境监测水样的采集在进行水样预处理之前，首先需要对水样进行采集。
在水源地或者受污染的水体附近采集水样，在采集水样前要对采样容器进行清洗并消毒，避免对采集水样产生干扰。
对于不同水源地，其采集方法和位置不同，例如表面水、地下水、饮用水等水源地的采样方法有所不同。
在采样过程中，要注意保持样品的原样，避免对水样造成物理、化学等污染。
环境监测水样的预处理操作pH值调节水样的pH值可以影响到后续水质分析的准确性。
在进行水样预处理之前，可根据具体需求，对水样的pH值进行调节。
调节pH值需要使用酸碱试剂，根据水样的实际情况选择合适的试剂。
一般来说，在初始pH值调节到7左右时，可达到较为理想的效果。
离子交换树脂处理离子交换作为一种广泛应用的水处理技术，可以有效地去除水样中的离子、有机物等物质。
离子交换树脂的种类有很多，选择适合的离子交换树脂进行处理，可以有效地去除水样中的杂质。
离子交换树脂的选择可以根据水样中存在的离子种类选择相应的树脂。
例如，去除水中的阴离子，可使用具有强阴离子交换能力的树脂，如强碱性阴离子交换树脂。
而要去除阳离子则需要选择具有强阳离子交换能力的树脂。
萃取对于水中的有机物质，如农药、药物等，用常规方法去除往往效果不佳，因此需要进行萃取。
萃取在环境监测中是比较常用的一种处理方法，其原理是将有机物转移至有机溶剂中，去除水样中的有机物。
萃取可以根据水样中污染物的特点选择不同的萃取方法，如有机物的提取可以采用液液分配法、固相萃取法等方法。
需要注意的是，萃取过程中应保证样品的完整性，避免对水样质量产生干扰。
过滤在采集水样的过程中，可能会有不同的杂质进入水样中，如悬浮颗粒、污泥、沙子等。
这些杂质如果不进行去除，可能会对样品分析产生干扰。
环境监测 2.4.1水样的预处理二 - 水样的预处理二
萃取剂可以制作成柱状，也可以制成膜片状（P62 图2-11）
固相萃取柱固相萃取盘操作：选柱-柱预处理-加样-
洗 涤
洗去干扰-洗脱分析物
溶 剂
洗 脱 液
将 柱 用 适 当 溶 剂 润 湿
加 入 一 定 体 积 样 品
固相萃取操作步骤
（三） 吸附法 利用多孔性的固体吸附剂将 水样中一种或数种组分吸附 于表面，然后通过加热或吹 气等方法将吸附的组分解吸， 以达到分离的目的。
常用吸附剂：活性炭、氧化铝、 分子筛、大网状树脂等
（四） 离子交换法 离子交换法是利用离子交换剂与离子发生交换反应 进行分离的方法。
离子交换剂类型：无机离子交换剂和有机离子交换剂 操作程序：交换柱制备—交换—洗脱
特点：分离效果好，可同时分离几种离子，操作麻 烦，周期长，用于分离微量或痕量元素 （五） 共沉淀法 共沉淀是指溶液中一种难溶化合物在形成沉淀的过 程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的 现象 类型：吸附共沉淀、混晶共沉淀、有机共沉淀剂
第四节 水样的预处理-2
3、蒸馏法：是利用水样中各污染组分具有不同的 沸点而使其彼此分离的方法。
• 蒸馏法常具有消解、分离和富集三重作用 • 常见的蒸馏操作方式有：常压蒸馏、减压蒸馏、
水蒸汽蒸馏，凯氏蒸馏。 • 水样中挥发酚、氰化物、氟化物、氨氮均采用
蒸馏预处理样品
（二） 萃取法
1、溶剂萃取法：基于物质在不同溶剂相中分配系数 不同而达到组分的富集和分离
（通常是用有机溶剂从水样中萃取待测成分）
•
分配系数（K）：K
有机相中欲萃取物浓度 水相中欲萃取物浓度
• 分配比（Ｄ）:
D
有机相 水相
• 通常Ｋ≠Ｄ，Ｄ能反映萃取体系的真实情况，Ｄ 值越大，萃取效果越好，但不是常数，随温度、 浓度、压力、酸度等变
水样的采集保存和预处理
水样的采集和保存
水样采集和保存的主要原则是： （1）水样必须具有足够的代表性； （2）水样必须不受任何意外的污染。
水样类型
（1）瞬时水样 （2）等时混合水样（平均混合水样） （3）等时综合水样 （4）等比例混合水样（平均比例混合水样） （5）流量比例混合水样 （6）单独水样
集组分的回收率与基体的回收率之比，即：
式中， 和
分别为富集前、后基体的量；
为基体的回收率。
三、水的物理性质检验
（一）、水温
水的物理化学性质与水温密切关系。水中溶解性气体（ 如氧、二氧化碳等）的溶解度、水生生物、微生物活动、 化学和生物化学反应速度及盐度、PH值等都受水温变化的 影响。 水的温度因水源不同而有很大差异。一般来说，地下水 温度比较稳定，通常为8-12摄氏度；地面水随季节和气候 的变化较大，大致变化范围为0-30摄氏度。工业废水的温 度因工业类型、生产工艺不同而有很大的差别。 水温测量应在现场进行。常用的测量仪器有水温计。
手动活塞钻式沉积物采样器
水样的运输和保存
水样的运输
（l）盛水器应当妥善包装，以免它们的外部受 到污染，特别是水样瓶颈部和瓶塞，在运送过 程中不应破损或丢失。 2）为避免水样容器在运输过程中因震动、碰 撞而破损，最好将样品瓶装箱，并采用泡沫塑 料减震或碰撞。
水样的运输
（3）需要冷藏、冷冻的样品，须配备专用的冷 藏、冷冻箱或车运送；条件不具备时，可采用隔 热容器，并加入足量的制冷剂达到冷藏、冷冻的 要求。
水样的消解
在进行环境样品（水样、土壤样品、固体废 弃物和大气采样时截留下来的颗粒物等）中的 无机元素的测定时，需要对环境样品进行消解 处理。 消解处理的作用是破坏有机物、溶解颗粒物， 并将各种价态的待测元素氧化成单一高价态或 转换成易于分解的无机化合物。 常用的消解方法有湿式消解法和干灰化法。
水样预处理
优点：蒸馏效率高，速度快 缺点：温度不易控制；烧瓶中容易爆沸，可能导致干扰组分与 被测组分一起进入冷凝液
24
水蒸气蒸馏：氟化物
优点：避免了直接蒸馏的缺点
缺点：蒸馏速度缓慢
注：挥发酚、氰化物、氟化物应在酸性介质下蒸馏；氨
氮在碱性介质下蒸馏
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2、萃取法
① 溶剂萃取法（LLE）
反应方程式：
2R-SO3H+Ca2+ →（R-SO3）2Ca+2H+
R-N（CH3）3OH+Cl- →R-N（CH3）3Cl+OH-
② 干扰离子去除：在测定某项指标时，如果存在干扰离
子的话，我们可以通过离子交换树脂将干扰离子进行
吸附（如：测定水中F含量，有Al3+存在） ③ 微量组分富集：P81
上、下同时除以V有机，得出：
提高萃取效率：选择合适的萃取试剂、控制温度
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② 固相萃取法（SPE）
• 原理：SPE技术基于液相色谱的原理，可近似看作一
个简单的色谱过程。吸附剂作为固定相，而流动相是
萃取过程中的水样。当流动相与固定相接触时，其中 的某些痕量物质（目标物）就保留在固定相中。用少 量的选择性溶剂洗脱，即可得到富集和纯化的目标物。 • 常用固相萃取剂：C18、硅胶、氧化铝、硅酸镁、高
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4、离子交换法
原理：利用离子交换剂与水样中阳离子或阴 离子发生交换反应而达到分离效果
常用离子交换剂：离子交换树脂
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离子交换树脂分类（活性基团不同）
① 阳离子交换树脂：酸性基团
• • •
强酸性基团：如磺酸基（-SO3H、-SO3Na） 弱酸性基团：羧基（-COOH） 中等酸性基团：磷酸基（-PO3H2）
水样的预处理
第四节 水样的预处理
引言 一、水样的消解 二、富集与分离
小结
1
预处理的目的：
2.干灰化法：
3
二、富集与分离
富集 富集是分离的一种，即从大量试样中搜集欲测
定的少量物质至一较小体积中，从而提高其浓度至 其测定下限之上。
分离
分离是将欲测组分从试样中单独析出，或将几 个组分一个一个地分开，或者根据各组分的共同性 质分成若干组。
4
1、 气提、顶空和蒸馏法
（1）气提法
该方法基于把惰性气体通入调制好的水样中，将欲测组分 吹出，直接送入仪器测定，或导入吸收液吸收富集后再测定。
破坏有机物 溶解悬浮性固体 将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成
易于分离的无机化合物。
水样预处理的原则：
最大限度去除干扰物 回收率高 操作简便省时 成本低、对人体和环境无影响
2
一、水样的消解
分为湿式消解法和干式分解法（干灰化法）。
1.湿式消解法
（1）硝酸消解法：用于较清洁的水样。 （2） 硝酸、高氯酸消解法：适于含难降解有机物的水样。 （3）硝酸、硫酸消解法：5：2提高消解温度 （4）硫酸、磷酸消解法：消除Fe3+的干扰 （5）硫酸、高锰酸钾消解法：消解测定汞的水样。 （6）多元消解方法（如测铬时用硫酸-磷酸-高锰酸钾消解） （7）碱分解法
7
（3）蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点而使其
彼此分离的方法。
水样的保存、预处理
样品保存和运输
分析方法与数据处理
运送人和接收人必须清点和检查水样，签字，写明日期和时 间，送样单和采样记录双方各保存一份待查。
水样运输允许的最长时间为24h。
水样的保存、预处理
样品的预处理
预处理目的
去除组分复杂的共存干扰成分，含量低、形态各异的组分处理
到适合于监测的含量及形态。大类
水样消解
将样品与酸、氧化剂、催化剂等共置于回流装置或密闭装置中，
加热分解并破坏有机物的一种方法。当测定含有机物水样中的无机
元素时，需进行消解处理。
水样的富集和分离
当水样中待测组分含量低于分析方法的检测限时，就必须进行富 集或浓缩；当有共存干扰组分时，就必须采取分离或掩蔽措施。
水样的保存、预处理
常用的消解法： 水样的富集和分离常用方
水样的保存、预处理
知识目标 理解引起水样变化的因素，掌握样品保存的方法、样品
预处理的方法和目的，了解水质监测方案的制定方法。
能力目标
掌握样品的保存方法，掌握水样的预处理的方法，学会
水质监测方案的制定。
素质拓展目标
培养学生的良好的身心素质，知识的迅速更新和
创新能力，团结协作的精神。
水样的保存、预处理
置冰柜或制冷剂中，－20℃左右。抑制生物活动，减缓物理挥发
和化学反应速度。
化学方法 加入化学保护剂。
注意：加入的保存剂不能干扰以后的测定，最好是优级纯的，加入的方
法要正确，避免玷污．同时还应做空白实验，扣除保存剂空白， 对测定结果进行校正。
水样的保存、预处理
样品的运输 塞紧采样器塞子，有时用封口胶、石蜡封口(测油类水样除外)。 采样容器装箱，用泡沫塑料或纸条做衬里和隔板，防止碰撞 损坏。 需冷藏的样品，应配备专门的隔热容器，放入制冷剂，将样 品置于其中，冬季应采取保温措施，防止冻裂样品容器，避 免日光直接照射。
环境水样前处理方法与仪器选择建议
环境水样前处理方法与仪器选择建议在环境监测领域中，水样分析是一个重要且必不可少的工作环节。
然而，环境水样中常常存在着各种杂质和污染物，因此在进行水样分析之前，需要进行一系列的前处理步骤，以提高分析结果的准确性和可靠性。
同时，在选择合适的仪器设备方面，也需要考虑多种因素，以满足不同水样样品的处理和分析需求。
一、环境水样前处理方法1. 水样预处理水样预处理是指对采集到的原始水样进行初步处理的过程，旨在去除水样中的悬浮物、有机物和颗粒杂质，以获得较为稳定的水样。
常见的水样预处理方法包括沉淀、离心、过滤等。
其中，沉淀方法适用于高浊度水样，通过静置使悬浮物沉淀下来；离心方法通过离心机将固体杂质分离出来；过滤方法利用滤纸或滤膜将悬浮物和溶解性有机物筛选出来。
2. 水样萃取某些水样中的污染物往往以溶解、胶体态或微量形式存在，不易直接测定。
因此，需要采用适当的萃取方法将污染物从水样中提取出来，以便后续的分析。
常见的水样萃取方法有固相萃取、液液萃取和超声波萃取等。
其中，固相萃取方法适用于水样中挥发性有机物的分析，可以使用各种不同类型的固相吸附剂来选择合适的萃取方式；液液萃取方法适用于某些非极性有机物的分析，如苯并(a)芘等；超声波萃取方法则可以快速、高效地提取出水样中的目标化合物。
3. 水样净化在一些需要测定微量元素或有机物的环境水样分析中，水样中常常存在许多干扰物质，对分析结果产生干扰。
因此，在水样分析之前，需要选择合适的净化方法去除这些干扰物质。
常见的水样净化方法有酸洗、碱洗和复合吸附剂净化等。
酸洗方法适用于去除大多数金属离子的干扰，碱洗方法则适用于去除一些有机物的干扰。
此外，复合吸附剂净化方法可以通过选择不同类型的吸附剂来去除特定的干扰物质，提高分析结果的准确性。
二、仪器设备的选择建议1. 比色法分析仪比色法是一种常用的水质分析方法，适用于多种污染物的测定，如重金属离子、氨氮和硝酸盐等。
在选择比色法分析仪时，应考虑仪器的分析范围、分辨率和重复性等因素，以满足不同水样分析需求。
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水样的常见预处理方法
样品前处理是目前分析测试工作的瓶颈，也是国内外研究的薄弱环节，同时又非常重要。
因为样品被沾污或者因吸附、挥发等造成的损失，往往使监测结果失去准确性，甚至得出错误的结论，所以样品前处理过程是保证监测结果准确度的一个重要环节，样品前处理技术方法及需要注意的问题是保证监测结果真实可靠的保障。
常用的水样前处理方法有多种。
无机物测定的前处理方法常用的有过滤、絮凝沉淀、蒸馏、酸化吹气法等；CuPbZnCd等重金属的前处理一般选用消解的方法；从环境水样中富集分离有机物的方法也有许多，半挥发性有机物的方法主要有液-液萃取，液-固萃取及固相微萃取等；对挥发性有机物主要有吹脱捕集法-顶空法和液-液萃取。
环境水样前处理具体方法的选择应根据处理方法对被测组分的实际影响，测定项目的要求和水样特点等来确定，每种处理方法都有一定的技术要求，操作方法不得当，都会直接影响监测结果的准确性。
1、环境水样过滤絮凝沉淀前处理方法
测定天然水样溶解态元素时，用0.45μm滤膜预处理水样，0.45μm滤膜能够方便地区分开溶解物和颗粒物如可溶性正磷酸盐Fe、Cd、Cu、Pb等的溶解态的测定，水样采集后立即用0.45μm 滤膜过滤，弃去初始50～100ml溶液，收集所需体积的滤液供测定使用，或直接测定，或消解后测定。
测定元素总量时，取一定量均匀水样直接消解后进行测定，如总磷、总铁、总铅等。
水样的过滤和不过滤对测定结果影响很大，有时可能相差百分之几十甚至几倍。
根据测定要求，决定水样是否过滤，否则，严重影响测定结果的准确性。
对于污染较轻的地面水中有些无机物的测定，采用絮凝沉淀处理方法对水样进行前处理。
如硫化物测定时，可先用醋酸锌沉淀法除去可溶性还原剂(如亚硫酸盐硫代硫酸盐等)的干扰，用中速定量滤纸或玻璃纤维滤膜对加入醋酸锌的水样进行过滤，测定沉淀物中硫化物。
测定氯化物硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、六价铬等，采用絮凝沉淀法对水样进行前处理。
不同的分析项目，絮凝沉淀前处理方法略有差别，但原理都是利用氢氧化物沉淀吸附作用以消除或减弱干扰，过滤后测定滤液中该物质含量一般采用慢速或中速定量滤纸过滤，因为定量滤纸预先已用盐酸和氢氟酸处理过，其中大部分无机物已被除去，采用滤纸为滤料时，用前还应先用蒸馏水洗滤纸，进一步除去可溶性物质，并弃去出滤液20ml。
2、环境水样蒸馏前处理方法
蒸馏法是环境水样前处理的常用方法，可将氟化物、氰化物、挥发酚等以酸的形式蒸出，氨氮以氨的形式蒸出，而干扰物质留在溶液中蒸馏水样时，调节水样的PH值非常重要氟化物在含高氯酸的溶液中，以氟硅酸或氢氟酸被蒸出，含氰化物、酚水样的蒸馏一般用磷酸调节至PH值4，氰化物以氰化氢形式被蒸馏出来，挥发酚和水蒸气一起蒸出；蒸馏含酚水样时，由于流出液体积和原蒸馏液相当，蒸馏后的残液也须呈酸性，如不呈酸性，则应重新取样，增加磷酸加入量，进行蒸馏，否则苯酚未全部蒸馏，使测定结果偏低。
注意检查蒸馏和吸收装置的连接部位，使其严密，氰化物、氨氮蒸馏装置的导管下端插入吸收液面下，这些细节都必须注意，否则蒸馏液损失，使测定结果偏低。
蒸馏温度应适当，更应避免发生暴沸，否则可造成流出液温度升高，氰化氢、氨吸收不完全。
3、环境水样消解前处理方法
金属及其化合物的测定，常选择消解水样的方法消解样品，使水样无机结合态的和有机结合态的金属以及悬浮颗粒物中的金属化合物转变为游离态的离子，以便于进行原子吸收等的测定用原子吸收法测定金属时，消解用的酸的选择非常重要，作为基体应不影响后面的原子吸收测定。
对于火焰原子吸收法，一般以稀HNO3介质为佳，HCIO3次之，因有分子吸收，不用H2SO4，H3PO4存在化学干扰，也不宜选用。
对于石墨炉原子吸收法一般以HNO3介质为佳，应避免使用HCl介
质，因一些金属的氯化物在灰化阶段易挥发损失，如CdCl2、ZnCl2、PbCl2等，同时NaCl、CaCl2、MgCl2常常产生基体干扰，也要避免使用H2SO4和HCIO3介质，即使使用了对以后测定有干扰的酸，应在蒸至近干时予以除去，并用标准加入法检查，看是否存在基体干扰。
同时还应注意保持试液和标准溶液加酸浓度的一致性。
对于浓度在ppm级以上的金属测定，消解样品所用的试剂级别在分析纯以上即可。
对于浓度在ppb级的金属离子的测定，消解所用的实验用水、试剂、仪器及工作环境均有特殊要求，否则空白值高、波动大，而无法准确定量，须格外重视。
样品在消解过程中不宜蒸至干涸，否则金属有损失，使监测结果偏低。
4、从水样富集分离有机物的前处理方法
按照化合物沸点分类可将有机物分为挥发性有机物和半挥发性有机物。
从环境水样中富集分离有机物方法也有许多，半挥发性有机物的方法，主要有液-液萃取，液-固萃取及固相微萃取等;对挥发性有机物主要有吹脱捕集法-顶空法和液-液萃取法。
液—液萃取时，对有机溶剂纯度要求非常高，如测定半挥发性有机物液—液萃取时所需二氯甲烷为农残级，选择有机溶剂时须格外注意。
为减轻乳化现象，萃取时适度振荡，加入适量的氯化钠。
从水样中萃取出来的样品往往还需要净化，才能进入色谱柱。
样品净化有氧化铝净化、佛罗里硅土净化等许多方法，依据目标分析物选择使适用的净化技术。
吹脱捕集法和静态顶空法是目前各国通用的测定挥发性有机物的方法。
采用吹脱捕集法前处理水样，样品的处理往往是影响分析准确度的主要因素，所以，从采样、保存到定量加入样品管，都要严格操作，且保证不被污染。
影响静态顶空进样的因素主要是样品性质、样品量、平衡温度、平衡时间及与样品瓶有关的因素，特别要保证密封垫不漏气。