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环境监测（B）实验指导书苏州科技学院环境科学与工程实验中心2实验一：污水中油类的测定一、实验目的掌握用紫外分光光度法测定污水中油的方法，以及适用范围。二、实验原理石油及其产品在紫外光区有特征吸收，带苯环的芳香族化合物主要吸收波长为250~260nm，带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215~230nm。一般原油的两个主要吸收波长为225用254nm。石油产品中，如燃料油、润滑油等的吸收峰与原油相近，一般原油和重质油可选254nm，而轻质油及炼油厂的油品选225nm。本实验所用油品为15号机油，因此，测定波长选用225nm。三、仪器紫外分光光度计，10mm石英比色皿1000mL分液漏斗G3型25mL玻璃砂芯漏斗四、试剂1、标准油贮备液：准确称取油品0.100g溶于石油醚中，移入100ml容量瓶内，稀释至标线，贮于冰箱中，此溶液每毫升含1.00mg油。2、标准油使用溶液：临用前把上述标准油贮备液用石油醚稀释10倍，此溶液每毫升含0.10mg油。3、无水硫酸钠：在300℃下烘1h，冷却后装瓶备用。4、石油醚（60—90℃馏分）。5、1+1硫酸。6、氯化钠。五、测定步骤1、标准曲线的绘制向6个10ml比色管中，分别加入0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00mL标准油使用溶液，用石油醚（60-90℃馏分）稀释至10mL标线。在选定波长处，用10mm石英比色皿，以石油醚为参比测定吸光度，经空白校正后，绘制标准曲线。32、水样的测定（1）、将已知体积的水样，仔细移入1000mL分液漏斗中，加入1+1硫酸5mL酸化（若采样时已酸化，则不需加酸）。加入氯化钠，其量约为水量的2%（m/V）。用10mL石油醚（60—90℃馏分）清洗采样瓶后，移入分液漏斗中。充分振摇3min，静置使之分层，将水层移出分液漏斗。（2）、将石油醚萃取液通过内铺约5mm厚度无水硫酸钠层的砂芯漏斗，滤入25mL比色管内。（3）、将水层移回分液漏斗内，用10mL石油醚重复萃取一次，同上操作。然后用5mL石油醚洗涤漏斗，其洗涤液均收集于同一比色管内，并用石油醚稀释至25mL标线。（4）、在选定的波长处，用10mm石英比色皿，以石油醚为参比，测量其吸光度。（5）、取水样相同体积的纯水，与水样同样操作，进行空白试验，测量吸光度。（6）、由水样测得的吸光度，减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查出相应的油含量。六、计算式中：m——从标准曲线中查出相应油的量（mg）；V——水样体积（mL）七、注意事项1、不同油品的特征吸收峰不同，如难以确定测定的波长时，可向50mL容量瓶中移入标准油使用溶液20—25mL，用石油醚稀释至标线，在波长为215—300nm间，用10mm石英比色皿测得吸收光谱图（以吸光度为纵坐标，波长为横坐标的吸光度曲线），得到最大吸收峰的位置。一般在220—225nm。2、使用的器皿应避免有机物污染。43、水样及空白测定所使用的石油醚应为同一批号，否则会由于空白值不同而产生误差。5实验二大气中氮氧化物的测定一、实验目的掌握盐酸萘乙二胺比色法测定氮氧化物的原理和方法。二、实验原理空气中的氮氧化物主要以NO和NO2形态存在，测定时，将N0氧化成NO2，用吸收液吸收后，生成亚硝酸，再与对氨基苯磺酰胺进行重氮化反应，然后与N-（1-萘基）-乙二胺盐酸盐作用生成玫瑰红色的偶氮染料，比色定量。因为NO2（气）不是全部转化为NO2-（液），故在计算结果时应除以转换系数，使用称重法校准的二氧化氮渗透管配制低浓度标准气体，测得NO2（气）--NO2-（液）的转换系数0.76。大气中二氧化硫浓度为氧化氮浓度10倍时，对氧化氮的测定无干扰；30倍时，使颜色有少许减退，城市环境大气中较少遇到这种情况。臭氧浓度为氧化氮浓度5倍时，对氧化氮测定只有小的干扰，最大的干扰作用发生在采样后三小时，使溶液呈现微橙色。过氧乙酰硝酸脂（PAN）使试剂显色，在一般环境大气中PAN浓度甚低，不会导致显著的误差。灵敏度0.25μgNO2/5mL，采样体积为6L时，最低检出限0.04mg/m3。三、仪器1、多孔玻板吸收管；2、空气采样器：流量范围0～1L/min；3、三氧化铬—石英砂氧化管；4、分光光度计；四、试剂所有试剂均需用不含亚硝酸根的重蒸蒸馏水配制，检验方法是要求用重蒸蒸馏水配制的吸收液不呈淡红色。1、吸收液：50mL冰醋酸与900mL水混合，加5.0克对氨基苯磺酸，再加入0.5克盐酸萘乙二胺（C10H7.NHCH2CH2NH.2HCl）于1000mL棕色容量瓶中摇匀，溶解后用水稀释至标线，贮存于棕色瓶中，放在冰箱中可保存一个月不变，6若出现淡红色，表示已被污染，应弃之，重配。使用时，以4份上述溶液和1份水的比例稀释，作为采样用吸收液（稀）。2、三氧化铬—石英砂氧化管：将河砂漂洗干净，晒干，筛取20目—40目部分，用1：2盐酸浸泡一夜，用水洗至近中性，将砂子烘干。把三氧化铬及砂子按重量比1：20混合，加少量水调匀，在红外灯下或烘箱里105℃加热烘干，加热过程中应搅拌几次。做好的三氧化铬—石英砂应是松散的，若是粘在一起的，说明氧化铬的比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。将三氧化铬—石英砂装入双球玻璃管，两端用少量脱酯棉塞好，用塑料管作的小帽将氧化管两端盖紧。使用时氧化管与吸收管之间用一短节乳胶管联接。3、恒温湿管：称取40g无水醋酸钠于一烧杯中，搅拌并逐渐滴加入13mL蒸馏水，将大颗粒的无水及三水合醋酸钠（NaCH3COO+NaCH3COO.3H2O）混合物放在研钵中，轻轻敲碎，筛取40—60目部分，装入双球玻璃管，两端用少量脱酯棉塞好，用塑料管作的小帽将恒湿管两端盖紧。4、亚硝酸钠标准储备液：准确称取1.875g粒状亚硝酸钠（NaNO2，预先在干燥器内放置恒重），溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液每毫升含1250μgNO2-，贮于棕色瓶中，可稳定三个月。5、亚硝酸钠标准溶液：吸取10.0mL储备液于1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液每毫升含12.5μgNO2-。五、采样取一个内装5mL吸收液（稀）的多孔玻璃板吸收管，进气口处接一个氧化管，以0.3L/min的流量采气样至吸收液呈微红色为止，记录采样时间，算出采样体积。在潮湿的天气，为了防止三氧化铬沾污后面的吸收管，可将氧化管向下倾斜，使其略低于吸收管。在空气的相对湿度大于70%或小于30%时，在氧化管前面接一个恒湿管。采样高度离地1.5米，如果需要在交通要道采样，应将采样点设在十字路口汽车停车线旁人行道上，距马路边1.5米处，高度1.5—3.5米。记录采样时的温度和大气压力。六、测定步骤1、标准曲线的绘制：7在6只25mL容量瓶中按下表制备标准色列。管号012345标准溶液体积(mL)00.100.200.400.601.00吸收液（浓）体积(mL)20.0020.0020.0020.0020.0020.0025mL溶液中NO2-含量(μg)01.252.505.007.5012.505mL溶液中NO2-含量(μg)00.250.501.001.502.50将各瓶用水稀释至标线，摇匀，放置15分钟，用1cm比色皿在波长540nm处，以水为对照，测定试剂空白液及各标液的吸光度，以吸光度对5mL溶液中NO2-含量（微克）绘制标准曲线。NO2-（微克）（指25毫升中）并计算各点的比值取平均值为计算（标准溶液吸光度-空白液吸光度）×5因子Bs。2、样品测定采样后，使产生稳定的玫瑰红色，移入比色皿中，同标准曲线的绘制方法测定吸光度，查标准曲线或乘计算因子，即得NO2-含量。计算：(A-A0)Bs氧化氮(NO2)mg/m3=0.76Vr式中：A---样品溶液的吸光度A0---试剂空白液的吸光度Bs---计算因子Vr---换算成参比状态下（25℃，760mm汞柱）的采集体积，升0.76---从NO2（气）---NO2（液）的转换系数七、注意事项1、本方法氮氧化物的测定是指一氧化氮和二氧化氮的混合物（通常以NOx表示），并换算成二氧化氮量；2、采样期间吸收管应避光。样品溶液呈玫瑰红色，表明已吸收了二氧化氮，此时可根据吸收液显色程度，确定是否终止采样；3、在采样过程中，如吸收液体积缩小较明显，应用水补充到原来体积（事先做好准备）。8实验三土壤中铜的测定一、实验目的1、学习测定铜的技术；2、掌握原子吸收分光光度法的原理。二、实验原理土壤样品用HNO3—HF—HClO4混酸体系消化后，将消化液直接喷入空气—乙炔火焰。在火焰中形成的铜的基态原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。测得试液吸光度扣除全程序空白吸光度，从标准曲线查得铜的含量。该方法的检出限为1mg/kg。三、仪器原子吸收分光光度计，空气—乙炔火焰原子化器，铜空心阴极灯。1、工作条件测定波长：324.8nm；通带宽度：1.3nm；灯电流：7.5mA；火焰类型：空气-乙炔，氧化型，蓝色火焰。2、主要性能参数灵敏度：0.1mg/L；检出限：0.01mg/L；适测浓度范围：0.2—10mg/L。注：不同仪器其灵敏度和检出限有差异。四、试剂1、硝酸：优级纯；2、氢氟酸：优级纯；3、高氯酸：优级纯；4、铜标准贮备溶液，1.000mg/mL：称限1.0000g（精确至0.0002g）光谱纯金属铜于50mL烧杯中，加入硝酸溶液20mL，温热，待完全溶解后，转至1000mL容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。95、铜标准使用液：用移液管移取10ml铜标准贮备液（1.000mg/mL）置于100ml容量瓶中，用5%HNO3稀释至标线，摇匀，配成100mg/L的标准溶液；五、实验步骤（一）、土壤样品的预处理1、把采集的土样均匀地摊开在一张比较厚的牛皮纸上；2、挑出其中的动植物残渣及难以研磨碎的石块；3、用四分法弃取土壤（留下四分之一）；4、用筛子（尼龙筛网为100目）和研钵（白陶瓷制）对留下的土样进行反复的过筛—研磨，直至几乎全部过筛。（二）、土壤试液的制备1、称取约0.5g土样于25mL聚四氟乙烯坩埚（高温消化罐）中，用少许水润湿；2、加入15mLHNO3，在电热板上加热消化至溶解物剩余约5mL；3、再加入5mLHF，加热分解SiO2及胶态硅酸盐；4、最后加入5mLHClO4，加热至消解物呈淡黄色；5、打开盖，先蒸至近干，然后取下冷却；6、加入（1：5）HNO31mL微热溶解残渣，移入10mL容量瓶中定容。注：制备土壤试液的同时进行全程序试剂空白实验。（三）、标准曲线的绘制用移液管先后移取1.00mL、3.00mL、5.00mL的铜标准溶液（50mg/L）分别置于3只50mL比色管中，用5%HNO3稀释至标线，摇匀。以5%HNO3溶液作为空白样，标定曲线零点。按照浓度由低到高顺序，让仪器依次吸取标准溶液进行测定，得出各浓度标准溶液的吸光度值并制定标准曲线。（四）、土壤样品的测定本实验采用标准曲线法，按绘制标准曲线条件测定试样溶液的吸光度，扣除全程序空白吸光度，从标准曲线上查得并计算铜的含量：铜（mg/kg）=m/W式中：m——从标准曲线上查得的铜的含量；W——称量土样干重量。10六、注意事项1、进行过筛—研磨，一定要有耐心，直至土壤颗粒几乎全部过筛；2、有少量细砂吸附在筛网上，千万不能用毛刷刮蹭筛网（只用其轻掸），否则会破坏网眼大小，造成筛网报废；3、高氯酸、氢氟酸的纯度对空白值的影响很大，直接关系到测定结果的准确度，因此必须注意全过程空白值的扣除，并尽量减少加入量以降低空白值；4、土壤试液在加热蒸干时温度不要超过200℃，否则无水HClO4受热后会发生爆炸；5、土样消化过程中，最后除去HClO4时必须防止将溶液蒸干，不慎蒸干时，Fe、Al盐可能形成难溶的氧化物而包藏铜，使结果偏低。