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1、目录,目录,一 水资源及其分布,1 水的分布,地球上的水，97%是海洋水，而人类所需的淡水资源仅占全球水量的2.5%,地球上的淡水资源绝大部分为两极和高山的冰川，其余大部分为深层地下。水,人类可利用的淡水资源，主要是江河湖泊水和浅层地下水，仅占全球水资源的0.3%,如果地球上的 水相当于一杯水，,而容易开发利用的淡水只相当于一滴水，,其中淡水只相当于一汤匙的水，,这一滴淡水还被不同程度的污染了。,2 水的特点及其对人类的作用,（1） 水的特点,流动性,不可替代性,可更新性,时空分布不均匀,商品性,（2） 对人类的作用,影响人类生产活动,调节体温,输送养分，吸收养分，排除毒物，维持机体养分平衡。
2、,笨nana 真牛逼!,3 水的循环,自 然 循 环,社 会 循 环,4 水及水环境组成,水环境组成有 哪些物质？,天然水：水及其 所含杂质的总称。,4 水及水环境组成,淡水的杂质 有哪些物质？,溶解物质、胶体物质、悬浮物质,溶解物质（氧气，硫化氢，氯离子，硫酸根离子，溴，碘，铜等）。 胶体物质 （腐殖质胶体，氢氧化铁，氢氧化铝，等）。 悬浮物质（细菌，藻类及原生物，泥沙，黏土及 其他不溶物）。,二 水污染,水体因某种物 质的介入，超 过了水体的自 净能力，导致 其物理、化学 、生物等方面 特征的改变， 从而影响到水 的利用价值， 危害人体健康 或破坏生态环 境，造成水质 恶化的现象。,水体污
3、染,水污染的危害,影响工农业，水产业的发展,破环生 态平衡,危害人 类健康,1 水污染的危害,水俣病事件 （汞中毒）,骨痛病 （镉中毒）,2 水体污染和污染源,水体污染物：造成水体水质、水中生物群落以及水体底泥质量恶化的各种有害物质（或能量）。,水体污染源：向水体释放或排放污染物或造成有害影响的场所、设施。,任何复杂的环境问题都是由无知的“行为”导致的,我们该如何“下一步行动”,当污染物进入水体后，首先被大量 水稀释，随后经一系列物理、化学 和生物变化，其结果使污染物浓度 降低，并发生质的变化。,水体自净就是：,3 水体自净,4 水体的自净作用,水体自净的能力由谁决定？,影响因素,污染物的理化
4、性质和性。,承受水体本身 的各种环境条 件。,*自净容量：水体能承受污染物的限度。,三 水质理化检验的任务和意义, ,1.水质,2 水质理化检验, ,水质本底监测,水污染现状和趋势监测,污染源和污染程度监测,检查执行标准情况，为污染治理提供依据,任务,意义,四 水质理化检验方法,1 水质理化检验的特点：,03,（2）测定成分含量变化大,（1）测定对象多变,（4）可供选择的 方法多,（3）干扰严重,2 水质理化检验的方法要求,（2）灵活度高。,（1）适用范围广,（4）经济实用,（3）操作简便,选择原则,按技术的成熟性，优先：标准 统一 等效。考虑待测物种类、含量、可行性（经济、技术、便捷）,（1
5、）选择原则：,3 水质监测分析方法,（2）分类,测无机物-原子吸收法、分光光度法、等离子体发射光谱法、电化学法、离子色谱 法及其他 测有机物-色谱法、分光光度法、化学法等,既出色地完成工作，又快乐地享受生活,各类分析方法在水质监测中所占比重,既出色地完成工作，又快乐地享受生活,01,常用水质监测方法测定项目,一、样品采集 二、水样的运输和保存 三、水样的预处理,水样的采集、保存,【知识连接】水样的采集、保存和预处理,一 基础资料收集,1、水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流速及流向的变化；降雨量、蒸发量及历史上的水情；河宽、河深、河床结构及地质状况等。 2、水体沿岸城市分布、工业
6、布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等。 3、水体沿岸水资源现状及用途。如饮用水源分布和重点水源保护区，水体流域土地功能及近期使用计划等。 4、历年水质监测资料、水文实测资料、水环境研究成果等。,二、监测断面和采样点的设置,1、监测断面的布设原则,有关资料,代表性,真实、全面,人力、物力,2、监测断面设置,有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游,较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处,入海河流的河口处，,湖泊、水库、河口的主要入口和出口,国际河流出入国境线的出入口处。,饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区。,断面位置应避开死水
7、区及回水区，尽量选择河段顺直、河床稳定、水流平稳、无急流浅滩处。,38,采样点的设置,水井(water well)利用抽水机设备,天然水与生活饮用水水样的采集,39,采样方法,对于自来水，也要先将水龙头完全打开，放水数分钟，排出管道中积存的死水后再采样,天然水与生活饮用水水样的采集,40,采样方法,涌水口处直接采样,天然水与生活饮用水水样的采集,2.生活污水水样的采集,在一个城市的主要排污口或总排污口设点采样，城市污水干管的不同位置，污水进入水体的排放口，非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井。,城市污水处理厂：在污水处理厂进出口处设点采样。,子女将来必然要在社会中生活，离不开人际交往的能
8、力。 因此，父母要鼓励孩子多与邻居、长辈、亲友、同伴等各个不同领域的人群去互动交往。,3.工业废水水样的采集,1）在车间或车间处理设备的废水排放 口设置采样点，测一类污染物,（2）在工厂废水总排放口布 设采样点，测二类污染物,1）在车间或车间处理设备的废水排放 口设置采样点，测一类污染物,（2）在工厂废水总排放口布 设采样点，测二类污染物,（4）在排污渠道上，采样点应设在渠道较直，水量稳定，上游无污水汇入的地方。可在水面下1/41/2处采样，作为代表平均浓度水样采集。,（3）已有废水处理设施的工厂，在处理设施的排放口布设采样点。为了解废水处理效果，可在进出口分别设置采样点。,5.水系污染调查时
9、水样的采集,合理设置采样点， 建立水体污染监测网,环境监测技术规范对向国家直接报送数据的废水排放源规定：,工业废水：每年采样监测 24 次； 生活污水：每年采样监测 2次，春、夏季各1次； 医院污水：每年采样监测 4次，每季度1次。,4. 采样时间和频率,1.准备器材（采样装置和盛样容器）,（1）采样器具的材质要求： 化学性质稳定 大小和形状适宜 不吸附待测组分 容易清洗并可反复使用,（2）采样器 水桶 单层采水瓶 急流采水瓶 双层溶解气体采样瓶 其他采水器,采样器,自动采样器,采样量,注意,实际采样量以测定项目的实际情况 分别计算需用量并增加20-30%。,取决于测定项目,二、水样的保存和运
10、输,1. 水样的运输 采样记录和样品登记,塞紧容器口,装箱运送,冷藏,保温（防冻裂样品瓶）,2. 水样的保存,不发生物理、化学、生物变化；不损失组分；不玷污（不增加待测组分和干扰组分）,不改变性质,(1) 保存要求,选性能稳定，不易吸附预测组分，杂质含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但价格昂贵。,不改变性质,(2) 容器的要求,（二） 水样的保存,2、容器的要求,选性能稳定，不易吸附预测组杂质含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但价格昂贵。,不改
11、变性质,即最长贮放时间，一般污水 的存放时间越短越好。 清洁水样72h； 轻污染水样48h； 严重污染水样 12h；,运输时间24h以内,(3) 保存时间要求,冷藏或冷冻法,加入化学试剂保存法,(4) 保存方法：,课后作业,26页 第2，3，4，6题,水样的预处理,水样的消解,富集与分离(enriching and separation),水样的消解,（一）目的：破坏有机物，溶解悬浮性固性， 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。 （二）要求：消解后的水样应清澈、透明、 沉淀。 （三）方法：消解水样的方法有湿式消解法和 干式分解法(干灰化法)。,1）湿式消解法,
12、1、水样100mL,2、加入10mL 浓硝酸,3、加热消解,硝酸消解法（较清洁水样）,5、过滤,6、定容至50mL,4、加2%HNO320mL溶解,1、水样100mL,2、加入H2SO4和5%KMnO4,3、加热消解,硫酸-高锰酸钾消解法（汞水样）,4、滴加盐酸羟胺溶液,5、溶解定容,1、水样100mL,2、加入10mL 浓硝酸,3、加热消解,硝酸-硫酸消解法（除铅、钡、锶）,4、稍冷，加入HON3+H2SO4（5：2）,5、继续加热消解,冒大量白烟,7、过滤,8、定容至50mL,6、加水溶解,1、水样,干灰化法（不宜测定易挥发组分）,3、灼烧,2、蒸发,5、过滤,6、定容至50mL,4、加2
13、%HNO320mL溶解,问题的提出,实际样品的复杂性,干扰的消除,控制实验条件,使用掩蔽剂,分离 separation,分析方法灵敏度的局限性,满足对灵敏度的要求,选择灵敏度高的方法,富集enrichment,例：,海水中 U （IV) 的测定,C = 1 3 g / L,难以测定,富集为 C = 100 200 g / L,可以测定,富集与分离(enriching and separation),富集与分离常用的方法,（一）挥发、蒸发与蒸馏法 （二）萃取法 （三）吸附法 （四）离子交换法 （五）共沉淀法 (六）其他富集分离预处理方法,分离效果,干扰成分减少至不再干扰,待测组分有效回收,质量分
14、数 1%，,回收率 99.9 % 以上,质量分数 0.01 %，,回收率 95 % 或更低,质量分数 0.01% 1%,回收率 99 %,样品中的待测组分含量是未知的如何测量回收率,？,沉淀分离与富集,依据溶度积分步沉淀原理,氢氧化物沉淀分离,通过控制 OH- 选择性沉淀分离,pH12，NaOH,分离两性离子：Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Sb 不沉淀,pH 89, NH3,分离络氨离子：Ag, Co, Ni, Zn, Cd, Cu,(Mg) 不沉淀,pH 5 6, ZnO悬浊液或有机碱,沉淀：Al, Fe(III), Ti(IV), Th(IV), Bi .,例如常见阳离子的两酸两
15、碱分离,NH4Cl - NH3,NaOH,11.3 溶剂萃取分离法,萃取分离法,在含有被分离物质的水溶液中，加入萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂，震荡，利用物质在两相中的分配不同的性质，使一些组分进入有机相中，使另一些组分仍留在水相中，从而达到分离的目的。,梨形分液漏斗,萃取原则：少量多次,萃取分离的基本原理,萃取分离的依据,物质,亲水性,疏水性,离子型化合物,极性,共价键化合物,弱极性或非极性,相互转换,萃取分离的实质,将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中。,例，8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取,反萃取,萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水溶液中）,亲水性: 易溶于水难溶于有机溶剂的性质.,疏水性: 易溶于有机溶剂难溶于水的性质.,规律: (1). 离子都有亲水性. (2). 亲水基团越多亲水性越强. (3). 疏水基团越多、分子量越大、疏水性越强.,常见的亲水基团: OH、SO3H、COOH、 NH2、=NH等。,常见的疏水基团: R、RX、Ar等。,( 实际上, 物质形成氢键的能力是物质亲水性的重要标志 ONS),例，8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取,溶于CHCl3,8-羟基喹啉,CHCl3,萃取剂,溶剂,水合离子的正电性被中和，亲水的水分子被疏水有机大分子取代,分配系数，分配比和萃取效率，分离因数 1.
