[工程科技]第十章 痕量元素.ppt

痕量元素 10.4 样品采集和预处理 样品的采集和预处理在痕量元素的分析中是非常重要的。采集的样品应具有代表性，能反映实际的受污染情况，并且在采样、贮存和预处理过程中要避免样品的玷污和损失。 例如，采集的水样通常贮存在聚乙烯瓶中，如果不经过任何的预处理，被分析元素可能吸附到瓶壁上，瓶子材料中的物质也有可能溶解到样品中。如果样品未经过滤，这一现象会更加明显，颗粒物会粘到瓶壁上而导致痕量元素的损失。除此之外，污水中细菌和藻类的生长也会摄取痕量元素，这一过程受pH和温度的影响。 大气样品 水样 土壤和底质 植物 生物材料 10.4.1 大气样品 在大气样品采集过程中要考虑以下几点： 采样量：取决于被测定的痕量元素水平和分析方法的灵敏度； 采样效率：与采样装置的收集效率相关； 采样时间和采样频率：这两个参数要根据监测目的、污染物分布特征及人力物力等因素决定。采样时间短，试样缺乏代表性，监测结果不能反映污染物浓度随时间的变化，仅适用于事故性污染、初步调查等情况的应急监测。为增加采样时间，目前采用两种办法，一是增加采样频率，即每隔一定时间采样测定一次，取多个试样测定结果的平均值为代表值；二是使用自动采样仪器进行连续自动采样。 测定大气样品中的痕量元素通常采集粒径范围在0.001－10.0μm的气溶胶。批量采样通常可选用过滤法、撞击法或静电沉淀法。 过滤法有低容量（0.1－3m3h-1)和高容量（10-60m3h-1）两种采样器，滤料可选用玻璃、石英、纤维、塑料纤维和膜。其中玻璃的空白污染较大，塑料的机械强度低，膜的空气阻力大，在选择采样器时要考虑到这些问题。 撞击式采样器可将气溶胶按粒径分开，对粒径低至2μm的微粒具有很高的收集效率。 静电沉淀法的采样器结构非常复杂，它可以收集粒径低至0.001－0.01μm的微粒。 大气中的干湿颗粒物（灰尘或雨水中的颗粒）可以使用固定在收集瓶上的聚乙烯漏斗过滤获得，在收集和贮存过程中可能会发生样品玷污和损失问题，因此建议加入酸来防止痕量元素被吸附到瓶子内表面而导致的损失。 空气中的颗粒过滤物可以被直接分析（中子活化分析、X射线荧光、激光消融等）或经酸消解后分析（通常采用HNO3、HF或HClO3混合物），并且采用萃取的方法还可获得元素的化学形态信息。 10.4.2 水样 天然水体中痕量元素的含量非常低，甚至是超痕量的，因此水样的采集过程需要特别的注意，样品的玷污和损失是潜在的问题。 水样可能是在不同的地点采集的，如自来水、河水、湖水、海湾和海洋中的水、雨水、不同类型的排放水（工业、采矿、垃圾渗滤液、地沟、水处理构筑物等）。为了获得具有代表性和重现性的水样，采样时间和采样频率是非常重要的。 由于工业废水的排放量和污染组分的浓度往往随时间起伏较大，为使监测结果具有代表性，需要增大采样和测定频率，但这势必增加工作量，此时比较好的办法是采集混合水样。混合水样是指在同一采样点上的，以时间、流量或体积为基础，按照已知的比例混合在一起的水样。采集混和水样可以减少分析样品数，节约时间，降低成本。混合水样提供的数据是平均值，可人工采样、也可自动采样。 采样器： 盛水样的容器必须是聚乙烯或聚四氟乙烯材料的，优先选择新容器使用。采样前要对容器进行预处理，容器用水清洗后在10％HNO3中浸泡两天，然后用重蒸水清洗，清洗干净的容器必须密封在清洁的聚丙烯袋中直至使用。 如果采集自来水管出水，不能用最先流出来的水，因为这时的水里有来自管道和焊接接头部位的浓度很高的痕量元素。最好的方法是连续放水至少2分钟后再采集。雨水的收集需要特殊的装置来防止降水期间空气中干的组分进入样品。采样点要设在地面上方至少2米处以消除土壤飞溅所带来的污染。 水样采集后，应尽快进行分析检验，以免在存放过程中引起水质变化，但是限于条件，往往只有少数测定项目可在现场进行(如温度、电导率、PH值等)，大多数项目仍需送往实验室进行测定。因此，从采样到分析检测之间这段时间里，需要保存水样。 水样保存方法: a. 冷藏或冷冻法 冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应速率。原则上讲，从采样到分析的时间间隔应越短越好。水样若不能及时进行分析，一般应保存在5℃以下（大约3—4℃左右为宜)的低温暗室内。据报道，冷冻（-20℃）可以消除痕量元素吸附到聚乙烯瓶壁上或是瓶壁释放出痕量元素的影响，然而解冻样品会影响Si和Al的分析。冷冻样品的长期贮存也会影响一些痕量金属元素的分析，特别是三丁基锡的分析。 b．