介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法

第九節(jié)底質(zhì)監(jiān)測(cè)本節(jié)內(nèi)容：

1）介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義、采樣方法，

2）了解底質(zhì)樣品的制備與分解，污染物的測(cè)定方法原理和操作要點(diǎn)。

介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法底質(zhì)是指江、河、湖、庫(kù)、海等水體底部表層沉積物質(zhì)。是礦物、巖石、土壤的自然侵蝕產(chǎn)物，廢（污）水排出物沉積及生物活動(dòng)物質(zhì)之間物理、化學(xué)反應(yīng)等過程的產(chǎn)物。一般不包括工廠廢水沉積物及廢水處理廠污泥。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義及目的

水、底質(zhì)和生物組成了完整的水環(huán)境體系。通過底質(zhì)監(jiān)測(cè)，可以了解水環(huán)境污染現(xiàn)狀，追溯水環(huán)境的污染歷史，研究污染物的沉積、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律和對(duì)水生生物特別是底棲生物的影響，并對(duì)評(píng)價(jià)水體質(zhì)量，預(yù)測(cè)水體變化趨勢(shì)和沉積污染物對(duì)水體的潛在危險(xiǎn)提供依據(jù)。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法一、樣品采集1、斷面設(shè)置：設(shè)置原則與水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面相同，其位置應(yīng)盡可能與水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面相重合。采樣點(diǎn)在水質(zhì)采樣點(diǎn)垂線的正下方，以便于與水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行比較；當(dāng)正下方無法采樣時(shí)，可略作移動(dòng)。湖（庫(kù)）底質(zhì)采樣點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)在主要河流及污染源水進(jìn)入后與湖（庫(kù)）水混合均勻處。采樣點(diǎn)應(yīng)避開底質(zhì)沉積不穩(wěn)定、易受攪動(dòng)和水表層水草茂盛之處。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法

由于底質(zhì)比較穩(wěn)定，受水文、氣象條件影響較小，一般每年枯水期(Lowwaterperiod)采樣1次，必要時(shí)可在豐水期(Highflowperiod)增采1次。

2、采樣次數(shù)：介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法3、采樣量：視監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、目的而定，一般為1—2kg。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法4、采樣方法：在較淺水域采集表層底質(zhì)樣品，采樣量較大時(shí)，一般采用掘式采泥器；采樣量較少時(shí)，用錐式或鉆式采泥器。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法采集供測(cè)定污染物垂直分布情況的底質(zhì)樣品，用管式泥芯采樣器采集柱狀樣品。4、采樣方法：介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法4、采樣方法：在淺水或干涸河段，用長(zhǎng)柄塑料勺或金屬鏟采集即可。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法一、樣品采集樣品盡量瀝去水分后，裝入玻璃瓶或塑料袋內(nèi)，貼好標(biāo)簽，填寫好采樣記錄表。底質(zhì)采樣一般與水質(zhì)采樣同時(shí)或緊接進(jìn)行，樣品的保存與運(yùn)輸方法與水樣相同。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法二、樣品的預(yù)處理

底質(zhì)樣品送交實(shí)驗(yàn)室后，應(yīng)盡快處理和分析，如放置時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)于-20~-40C的冷凍柜中保存。1.制備（脫水篩分）2.分解或浸取-金屬3.提取-有機(jī)污染物凈化和濃縮介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法（一）制備（脫水篩分）

1、脫水陰涼、通風(fēng)處自然風(fēng)干適用待測(cè)組分穩(wěn)定的樣品。離心分離適用待測(cè)組分易揮發(fā)和易發(fā)生變化的樣品。真空冷凍干燥適用各種樣品。（特別是對(duì)光、熱、空氣不穩(wěn)定的）無水硫酸鈉脫水適用含油類等有機(jī)物的樣品。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法2、篩分脫水干燥后的樣品置于硬質(zhì)白紙板上，用玻璃棒壓散，剔除礫石及動(dòng)植物殘?bào)w，過0.84mm（20目）篩，四分法縮量至所需量，瑪瑙研缽或碎樣機(jī)研磨至全部樣品過0.177mm-0.074mm（80-200目）篩，裝入棕色廣口瓶中，貼上標(biāo)簽，冷凍保存?zhèn)溆?。四分法取樣：樣品平鋪成圓形，分成四等分，取相對(duì)的兩份混合，然后再平分，直到達(dá)到自己的要求介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法注意事項(xiàng)測(cè)金屬元素試樣，用尼龍材質(zhì)網(wǎng)篩；測(cè)有機(jī)物試樣，用銅材質(zhì)網(wǎng)篩；測(cè)汞、砷等易揮發(fā)元素及低價(jià)鐵、硫化物等時(shí)，不能用碎樣機(jī)粉碎，且僅通過0.177mm篩孔。對(duì)于用管式泥芯采樣器采集的柱狀樣品，盡量不要使分層狀態(tài)破壞，經(jīng)干燥后，用不銹鋼小刀刮去樣柱表層，然后按照上述表層底質(zhì)方法處理。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法（二）分解和浸取1、硝酸（或王水）－氫氟酸－高氯酸分解法2、硝酸分解法3、水浸取法介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法1、硝酸（或王水）－氫氟酸－高氯酸分解法分解過程：稱取一定量樣品于聚四氟乙烯燒杯中，加硝酸（或王水）在低溫電熱板上加熱分解有機(jī)物；取下稍冷，加適量氫氟酸煮沸（或加高氯酸繼續(xù)加熱分解并蒸發(fā)至約剩0.5ml殘液）；再取下冷卻，加入適量高氯酸，繼續(xù)加熱分解并蒸至近干。最后用1%硝酸煮沸溶解殘?jiān)ㄈ?、備用?？蓽y(cè)定全量Cu,Pb,Zn,Cd,Ni,Cr。王水：硝酸與鹽酸混合物（1：3）介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法2、硝酸分解法稱取一定量樣品于50ml硼硅玻璃管中，加幾粒沸石和適量濃硝酸，徐徐加熱至沸并回流15min，取下冷卻，定容，靜置過夜，取上清液分析測(cè)定?？扇芙獬鲇捎谒夂蛻腋∥镂蕉恋淼拇蟛糠种亟饘伲m用于了解受污染的狀況。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法3、水浸取法稱取適量樣品，置于磨口錐形瓶中，加水，密塞，放在振蕩器上振搖4h，靜置，用濾紙過濾，濾液供分析測(cè)定。該方法適用于了解底質(zhì)中重金屬向水體釋放情況的樣品分解。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法（三）、有機(jī)污染物的提取1、索氏提取器提取法2、超聲波提取法3、超臨界流體提取法4、微波輔助提取法（MAE）介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法1、索氏提取器提取法用有機(jī)溶劑提取底質(zhì)、污泥、土壤等固體樣品中的非揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物。將樣品放入濾紙筒中或用濾紙包緊，置于提取筒內(nèi)；在蒸餾燒瓶中加入適當(dāng)溶劑，連接好回流裝置，并在水浴上加熱，溶劑蒸氣經(jīng)側(cè)管進(jìn)入冷凝器，凝集的溶劑滴入提取筒，對(duì)樣品進(jìn)行浸泡提取。當(dāng)提取筒內(nèi)溶劑液面超過虹吸管的頂部時(shí)，就自動(dòng)流回蒸餾瓶?jī)?nèi)，如此重復(fù)進(jìn)行。因?yàn)闃悠房偸桥c純?nèi)軇┙佑|，所以提取效率高，且溶劑用量小。該方法費(fèi)時(shí)，常用作研究其他提取方法的對(duì)照比較方法。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法2、超聲波提取法以超聲波為能源，在液體介質(zhì)中產(chǎn)生大量看不到的微泡，微泡迅速膨脹、破裂，促使萃取劑與樣品親密接觸，并滲入內(nèi)部，將欲分離組分迅速提取出來。適用于從底質(zhì)、污泥土壤等固體樣品中提取非揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法3、超臨界流體提取法該方法與通常的液液萃取或液-固萃取原理相同，所不同的是以超臨界流體為萃取劑。超臨界流體是介于氣液之間的一種既非氣態(tài)又非液態(tài)的介質(zhì)，是在物質(zhì)的溫度和壓力超過其臨界點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)，特點(diǎn)是：密度與液體相近，故與溶質(zhì)分子的作用力強(qiáng)，易溶解其他物質(zhì)；粘度小，接近于氣體，故傳質(zhì)速率高；表面張力小，容易滲透進(jìn)入固體顆粒，能保持較大的流速。使萃取過程高效、快速，已用于底質(zhì)、污泥、土壤、空氣顆粒物、生物組織等固體樣品中農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、石油烴、酚類、有機(jī)胺等有機(jī)污染物的提取。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法超臨界流體萃取劑萃取低極性和非極性化合物，多選用臨界值相對(duì)較低、化學(xué)性質(zhì)不活潑和無毒的二氧化碳作萃取劑。對(duì)于極性較大的化合物，通常選用氨或氧化亞氮作為超臨界流體萃取劑。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法4、微波輔助提取法（MAE）利用微波能量，快速和有選擇地提取環(huán)境、生物等固體或半固體中欲分離組分的方法。原理：將粉碎的樣品與合適的溶劑充分混合，放入微波爐的樣品穴內(nèi)進(jìn)行微波照射，利用溶劑和樣品中組分吸收微波能量，加速組分的溶出。提取溶劑的選擇：提取極性組分用甲醇、水等極性溶劑；提取非極性組分用正己烷等非極性溶劑；有時(shí)用混合溶劑比單一溶劑可獲得更理想的效果。方法具有快速、高效、同時(shí)可處理多個(gè)樣品的優(yōu)點(diǎn)。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法加速溶劑萃取

(Acceleratedsolventextraction,ASE或pressurizedliquidextraction,PLE或pressurizedfluidextraction,PFE)最早出現(xiàn)于1995年，加速溶劑萃取也叫做壓力液體萃取，是一種在提高溫度(50℃-200℃)和壓力(1000-3000psi或10.3~20.6MPa)的條件下，用有機(jī)溶劑萃取固體或半固體樣品的方法。目前正迅速取代傳統(tǒng)的索氏提取和超聲提取等。已被美國(guó)EPA批準(zhǔn)為EPA3545A號(hào)標(biāo)準(zhǔn)方法。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法加速溶劑萃取萃取原理在高溫條件下

,待測(cè)物從基體上的解吸和溶解動(dòng)力學(xué)過程加快

,可大大縮短提取時(shí)間

.同時(shí)由于加熱的溶劑具有較強(qiáng)的溶解能力

,因此

,可減少溶劑的用量

.在萃取的過程中保持一定的壓力可提高溶劑的沸點(diǎn)

,使其保持液體狀態(tài)

,從而保證萃取過程的安全性

介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法加速溶劑萃取優(yōu)點(diǎn)1.全部過程自動(dòng)化2.多次萃取3.萃取時(shí)間短，可在數(shù)分鐘內(nèi)即可完成常規(guī)萃取方法數(shù)小時(shí)所做的工作，傳統(tǒng)的索氏萃取要花費(fèi)4-48小時(shí)，而使用快速溶劑萃取儀，在僅僅15分鐘內(nèi)即可獲得與上述方法等同的結(jié)果4.消耗溶劑少，10g樣品僅需15mL溶劑，使溶劑消耗量降低了90%以上。5.可獲得比傳統(tǒng)萃取技術(shù)更高的萃取回收率6.已成熟的能用溶劑萃取的方法都可以用加速溶劑萃取法處理介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法加速溶劑萃取的應(yīng)用環(huán)境、藥物、食品、聚合物工業(yè)在環(huán)境分析中的應(yīng)用：廣泛用于土壤、污泥、沉積物、大氣顆粒物、粉塵、動(dòng)植物組織、蔬菜、水果等樣品中多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、有機(jī)磷、有機(jī)氯、農(nóng)藥、苯氧基除草劑、三嗪除草劑、柴油、總石油烴、二惡英、呋喃、炸藥等的萃取。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法加速溶劑萃取常見的儀器有戴安公司的ASE和SupelcoSFE-400萃取池由不銹鋼或其他耐高壓(>13.8MPa)材料制成。主要部件為溶劑供應(yīng)系統(tǒng)、萃取單元、加熱爐、收集系統(tǒng)和吹掃系統(tǒng)。戴安公司的ASE1.萃取池體積1-100毫升多種規(guī)格

2.萃取時(shí)間15分鐘/每個(gè)樣品

3.溶劑用量15毫升/10克

4.12/24萃取池程序控制,連續(xù)工作

5.溶劑控制器可用于全自動(dòng)溶劑混合，節(jié)省勞動(dòng)力，減少溶劑的揮發(fā)。另外，還可對(duì)樣品用不同極性的溶劑進(jìn)行交替選擇性萃取。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法凈化和濃縮(書p333-334)從底質(zhì)、污泥等提取出來的樣品溶液，有時(shí)還需要凈化或濃縮才能滿足分析方法的要求。1.分離方法：有機(jī)溶劑提取欲測(cè)組分的同時(shí)，往往也將能溶于提取劑的其他組分提取出來。例如，用石油醚等提取有機(jī)氯農(nóng)藥時(shí)，也將脂肪、蠟質(zhì)、色素等提取出來，還需要將其分離出去。2.濃縮方法：提取液經(jīng)分離凈化后，欲測(cè)污染物濃度可能達(dá)不到分析方法的要求，就需要進(jìn)行濃縮。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法常用的分離方法

液液萃取法，蒸餾法，層析法，磺化法，皂化法，氣提法，液上空間法，低溫冷凝法等。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法層析法（經(jīng)典液相色譜）柱層析、薄層層析、紙層析將提取液通過裝有吸附劑的層析柱，提取液被吸附在吸附劑上，但由于不同物質(zhì)與吸附劑之間的吸附力大小不同，用適當(dāng)溶劑淋洗時(shí)，按一定順序被淋洗出來，吸附力小的組分先流出，吸附力大的組分后流出，使混合物彼此分離。常用的吸附劑有硅酸鎂、活性炭、氧化鋁、硅藻土、纖維素、高分子微球、網(wǎng)狀樹脂等。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法常用的濃縮方法蒸餾法或減壓蒸餾法（旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀）K-D濃縮器濃縮法氮吹儀介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法K-D濃縮器濃縮法早期的儀器在常壓下濃縮，近些年加上了毛細(xì)管，可進(jìn)行減壓濃縮，提高了濃縮速度。為防止待測(cè)物損失或分解，加熱K-D濃縮器的水浴溫度一般控制在50℃以下，最高不超過80℃。特別要注意不能把提取液蒸干。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在減壓條件下連續(xù)蒸餾大量易揮發(fā)性溶劑基本原理就是減壓蒸餾，也就是在減壓情況下，當(dāng)溶劑蒸餾時(shí)，蒸餾燒瓶在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法四、污染物質(zhì)的測(cè)定底質(zhì)中的污染物也分為金屬化合物、非金屬化合物和有機(jī)化合物，具體測(cè)定項(xiàng)目應(yīng)與相應(yīng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)。一般測(cè)定無機(jī)汞、有機(jī)汞、銅、鉛、鋅、鉻、鎘、砷、硫化物、氰化物、氟化物、酚、多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥等。測(cè)定方法與水體中的污染物測(cè)定方法相似。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法思考題測(cè)定底質(zhì)有何意義？采樣后怎樣進(jìn)行制備？常用哪些分解樣品的方法？各適用于什么情況？介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法樣品預(yù)處理固體樣品液體樣品氣體樣品索氏提取1879年微波萃取超聲提取加壓溶劑萃取1995年超臨界流體萃取1990年固相萃取1978年固相微萃取1989年膜萃取液-液萃取吸附頂空1939年吹掃-捕集1974年固體、液體樣品中的揮發(fā)性成分微波萃取介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法

海洋底質(zhì)中多環(huán)芳烴的檢測(cè)介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法由于PAHs是低水溶性，在環(huán)境中的最終遷移過程是吸附到沉積物中，然后進(jìn)行緩慢的生物降解、揮發(fā)和水解等過程。因此，水體沉積物被認(rèn)為是多環(huán)芳烴等疏水性有機(jī)化合物的最終歸宿之一。沉積物作為有機(jī)污染物（如多環(huán)芳烴）的一個(gè)貯存庫(kù)，成為可再釋放造成水體污染的二次污染源。通過底質(zhì)監(jiān)測(cè)，可以了解水環(huán)境污染現(xiàn)狀，追溯水環(huán)境的污染歷史，研究污染物的沉積、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律和對(duì)水生生物特別是底棲生物的影響，并對(duì)評(píng)價(jià)水體質(zhì)量，預(yù)測(cè)水體變化趨勢(shì)和沉積污染物對(duì)水體的潛在危險(xiǎn)提供依據(jù)。因此對(duì)海洋沉積物中的多環(huán)芳烴類有機(jī)污染物的研究具有重大意義。檢測(cè)海洋底質(zhì)中PAHs的意義介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法

尚無海洋底質(zhì)中以上物質(zhì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，參照：

一、我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法

GB13198-91水質(zhì)六種特定多環(huán)芳烴的測(cè)定

高效液相色譜法-熒光檢測(cè)

二、美國(guó)EPA方法-半揮發(fā)性有機(jī)物

EPAMethod8270CSemivolatileOrganicCompoundsByGasChromatography/MassSpectrometry(GC/MS)

三、國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道目前分析方法介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法實(shí)驗(yàn)方案樣品采集及前處理定性定量分析方法建立海洋底質(zhì)中的多環(huán)芳烴的測(cè)定介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法采集供測(cè)定污染物垂直分布情況的底質(zhì)樣品，用管式泥芯采樣器采集柱狀樣品。樣品采集介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法樣品前處理脫水真空冷凍干燥篩分過80目篩提取索氏提?。ǘ燃淄闉槿軇﹥艋ㄈコ?、蠟質(zhì)、色素），硅膠、氧化鋁柱分析GC/MS(PAHs)濃縮旋蒸及氮吹介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法1.萘-d82.萘(naphthalene);3.苊(acenaphthylene);4.苊-d10;5.二氫苊(acenaphthene);6.芴(fluorene);7菲-d10;8.菲(phenathrene);9.蒽(anthracene);10.熒蒽(fluoranthene);11.芘(pyrene);12苯并蒽(benzo[a]anthracene);13屈-d12;14.屈(chrysene);15.苯并(b)熒蒽(benzo[b]fluoranthene);16.苯并(k)熒蒽(benzo[k]fluoranthene);17.苯并(a)芘(benzo[a]pyrene);18苝-d12;19.茚并(1,2,3-cd)芘(indeno[1,2,3-cd]pyrene);20.二苯并(a,h)蒽(dibenzo[a,h]anthracene);21.苯并(g,h,i)苝(benzo[g,h,i]perylene)色譜柱：J&WDB-5石英毛細(xì)柱（30m×0.25mm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度為280℃；程序升溫：初始溫度70℃，保留2min，然后以10℃/min上升到240℃，從240℃以3℃/min上升到290℃，保留5min；載氣為高純氦氣（99.999%）流速1.0mL/min，進(jìn)樣量1μL，不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度250℃；溶劑延遲4min；質(zhì)量掃描范圍m/z50~650，1s/每次掃描；定量分析采用選擇離子流模式(SIM)，外標(biāo)法定量。目標(biāo)化合物的定量結(jié)果經(jīng)回收率指示物校正。介紹底質(zhì)監(jiān)測(cè)的意義采樣方法標(biāo)準(zhǔn)工作曲線及儀器檢出限

化合物回歸方程R2線性范圍（mg/L）方法檢出限(ng/g)萘y=226.6x+15.80.9980.05-10.0