要得到真正代表某一水體瞬時含量的結(jié)果,水樣的采取和貯存是極其關(guān)鍵的一步,特別是痕量元素的分析更是如此。采樣的主要方式有三種:采水器采樣;用泵抽取水樣;利用吸附、離子交換或電沉積等方法,使待測的元素或化合物在現(xiàn)場富集采樣。其中以采水器法較為通用。
使用采水器采樣,要根據(jù)待測成分的性質(zhì)和濃度,選擇最適宜的采水器。對采水器的一般要求能使采水時瓶內(nèi)外的水迅速而充分地進行交換;關(guān)閉系統(tǒng)密封可靠;材料有抗腐蝕性、不沾污水樣和不吸附待測成分;采水器不宜太重等。
分析微量金屬時,不能用金屬采水器采樣。在進行深層采水時,要避免鋼絲纜繩的鐵銹和油脂等帶來的沾污。精細水體結(jié)構(gòu)分析的垂直或水平的連續(xù)采樣,可用泵取采樣系統(tǒng)。為減少泵對水樣的沾污,多采用塑料潛水泵。這類采樣方式和多種參數(shù)(溫度、鹽度、深度、溶解氧、pH等)的傳感器相結(jié)合,可組成海上走航的連續(xù)自動調(diào)查系統(tǒng)。
現(xiàn)場的采樣富集設(shè)備,大都由采水、過濾、富集等幾個環(huán)節(jié)組成。經(jīng)泵取系統(tǒng)采水并過濾后的水樣,可通過吸附劑進行富集,也可通過電沉積的方法進行富集。
海水是一個復雜的多組分的多相體系,包括多種有機和無機的、溶解態(tài)的 和懸浮態(tài)的物質(zhì),其含量約為3.5%,其中各組分的含量相差懸殊。11種主要溶解成分在海水中占總鹽分的99.99%,其他成分的含量均在百萬分之一以下,其中大多數(shù)成分的含量都在痕量或超痕量的水平。
海水的這些特點,對海水分析帶來很大的影響。例如:大量基體鹽類對測定的影響,有機物及微生物的活動影響。多相體系是否分離,對分析也有影響,特別是在痕量或超痕量成分分析時,對分離、富集和測定的方法,都有具體的要求。
海水分析所面臨的對象是廣闊的海域,樣品的數(shù)量很多,種類也不同(海水、微表層海水、間隙水等),要求分析方法和使用的儀器必須靈敏、簡便、快速和適用于船上的工作條件,特別是建立能快速測定的現(xiàn)場自動分析儀器和方法。此外,采樣技術(shù)的研究,樣品貯存和防止沾污,海水分樣方法的相互校準和規(guī)范化等,也都是十分重要的問題。
海水分析的早期工作,是從建立海水中主要溶存成分的分析方法 及其含量的測定開始的。19世紀80年代,迪特馬爾測定了采集自世界各大洋的77個水樣的主要溶解成分,進一步證實了海水組成恒定性這一重要規(guī)律。
1902年,克努曾提出了氯度和鹽度的概念,建立了海水氯度的分析方法,從氯度的測定值計算海水鹽度在海水溶解氧、堿度等的分析方法建立之后,就能夠研究海水的二氧化碳系統(tǒng)和溶解氧的分布和變化。
從二十世紀開始,由于對海洋生物生產(chǎn)力研究的需要,開展了海水中微量營養(yǎng)成分的分析,特別在二十世紀前半期最為活躍。對海水微量元素的分析,從50年代前就已經(jīng)開始,但直到60年代后期和70年代初,由于應用了分析化學中的新方法和新技術(shù),才得到迅速的發(fā)展。
二十世紀70年代,海洋環(huán)境科學的崛起,促進了海洋中痕量污染物,如有毒金屬、農(nóng)藥和烴類等的分析方法的發(fā)展。能夠分析和必須分析的海水中的元素,幾乎涉及了自然界存在的所有元素,其濃度范圍從常量元素的約每升20克至放射性核素的每升一百億億分之一克,有時還要求測定各成分不同形態(tài)的含量。為此,已應用了分析化學中大多數(shù)的新方法和新技術(shù)。1965年,陳國珍和J.P.賴利分別以“海水分析化學”為題,總結(jié)了這一領(lǐng)域的工作。
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產(chǎn)品構(gòu)成:JKH-1型瓶式深水采樣器 主要有三部分組成:采樣桿、采樣瓶、控制閥門組成。1、采樣桿(帶有刻度)采用優(yōu)質(zhì)304不銹鋼管制造,永不生銹、耐腐蝕,重量輕。共有4節(jié)組成,全部制造成伸縮型,在野外...
化學清洗也就是俗話說的設(shè)備酸洗,其分類比較多化學清洗,鹽酸化學清洗。檸檬酸化學清洗,化學清洗,和EDTA化學清洗,化學清洗的清洗方式選擇要根據(jù)設(shè)備材質(zhì)和結(jié)垢成分而決定,同時要非常注意酸洗緩蝕劑的添加比...
海水中含有懸浮顆粒物質(zhì),可用減壓抽濾、壓濾或離心分離等方法加以分離。無論抽濾或壓濾,均應注意使用適當?shù)恼婵斩群蛪毫Γ駝t會使浮游植物細胞破裂,導致溶解有機物和重金屬的含量增加;用離心分離法時,分離的效率和所分離的物質(zhì)的狀態(tài),決定于離心速度、離心分離的時間和懸浮物的顆粒大小。當離心機的轉(zhuǎn)速大于10000轉(zhuǎn)/分的時候,可分離包括膠體在內(nèi)的海水中的懸浮物。在這些方法中,常用抽濾或壓濾法,而且習慣上用平均孔徑為0.45微米的濾膜過濾海水樣品,除去懸浮物質(zhì)。事實上,所得的濾液,仍含有小于0.45微米的固體物質(zhì)和膠態(tài)物質(zhì)。
濾膜的種類很多,隨材料和制備方法的不同而有不同的性質(zhì)。制造濾膜的材料有纖維素、纖維素酯、聚氟乙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚氯乙烯、玻璃纖維和銀箔等,其中常用的有纖維素酯和聚碳酸酯。
在海上采集的水樣,常要貯存一段時間,或帶回陸上實驗室進行分析,必 須防止被測成分在貯存期間發(fā)生變化。
樣品的組分在貯存期間發(fā)生變化的原因,大致有兩方面:①物理、化學、生物化學和微生物的作用。例如:懸浮顆粒的聚凝沉降,某些成分在懸浮顆粒上的吸附和解吸,因環(huán)境條件改變而引起的化學平衡的變化,微生物的增殖與死亡。②某些化學成分被容器吸附或從材料中浸出。
常用于貯存海水樣品的容器,大致分為兩類:①硬質(zhì)玻璃容器,用于貯存測定有機成分、磷酸鹽、硝酸鹽、汞等的水樣;②高密度聚乙烯或聚丙烯容器,用于貯存測定主要成分、營養(yǎng)鹽(分析磷酸鹽和硝酸鹽水樣時不用聚乙烯容器)和微量金屬的水樣。
測定鹽度和常量元素的水樣,貯存時不會明顯改變成分,只須選用密封良好和滲透性低的容器,如硬質(zhì)玻璃或高密度聚乙烯容器即可。
微量營養(yǎng)成分的水樣,由于生物和酶的作用,采樣之后濃度變化很快??杉尤肼确隆⒙然吖蛩岬然瘜W試劑,并且快速冷凍,使微生物停止活動。
微量金屬的水樣,因待測成分的含量低,其濃度和形態(tài)在貯存期間的變化更顯著。采樣后應立即過濾,加入試劑后,將水樣放在低溫(4℃)或冰凍條件下保存。
海水中的主要元素通常遵守海水組成的恒比關(guān)系。由于這些元素主要形成鹽類而溶存于海水之中,故必須了解海水的含鹽量,它可用海水鹽度來表示。通常測定海水的氯度或鹽度。海水的氯度常用摩爾-克努曾法或法揚司法測定。
鈉、鈣、鎂、硫等其他常量元素的測定方法,有重量法、容量法,及為提高精密度和準確度所采用的電位滴定法和光度滴定法等。要研究海水中常量元素和氯度比值的變化,至少要求具有±0.15%的精密度和準確度。為提高海水中的鈣、鎂、硫酸根等的測定方法的準確度,一般采用離子交換樹脂除去干擾離子,然后測定。應用示差色譜法可分辨鈣、鎂、鈉、鉀的氯度比值之間的微小差別。用同位素稀釋法可研究鍶的氯度比值。
此外,在對準確度要求不高的情況下,可用火焰分光光度法、原子吸收分光光度法和離子選擇電極法測定鈉、鉀、鈣、鎂、鍶等;還可用離子選擇電極法測定氟;海水的pH和堿度的測定則多采用pH電測法;海水中溶解氧的測定,除采用經(jīng)典的溫克勒容量法外,還可采用氣相色譜法和極譜法等電測法進行測定。
海水中的磷以溶解態(tài)無機磷、有機磷和顆粒態(tài)磷等幾種形式存在。所有測定磷的方法都首先把磷化合物轉(zhuǎn)化為無機磷酸鹽,加入酸性鉬酸試劑,使其形成復雜多酸,再還原成鉬藍,然后進行光度測定。用過的還原劑有氯化亞錫、抗壞血酸、米吐爾等。自1962年提出銻鹽抗壞血酸鉬藍法后,由于該法具有結(jié)果穩(wěn)定、還原時間短,而且不需要校正鹽誤差等優(yōu)點,而被廣泛采用。
靈敏度足夠高的海水微量元素的直接測定法不多,加上海水中有大量基體鹽類存在,不易得到可靠的結(jié)果常先用分離富集方法,消除干擾,并提高待測微量成分的濃度,然后進行測定。
營養(yǎng)鹽的測定普遍采用光度法。
可以亞硝酸鹽、硝酸鹽和氨等幾種形式存在于海水中。 亞硝酸鹽的測定法,都是使亞硝酸鹽與芳香胺反應生成重氮化合物,再與一種芳香胺偶聯(lián)而成偶氮染料,然后進行光度測定。 硝酸鹽的測定法,研究得比較多,大致分為兩類:①選用某些試劑,如番木鱉堿、二苯胺、二苯基聯(lián)苯胺及其磺酸鹽等,在一定條件下與海水中的硝酸鹽反應,被氧化成有色的化合物,然后進行光度測定。②使用某些金屬或合金將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽,然后測定還原產(chǎn)物的量以測定硝酸鹽。曾用過的還原劑有鋅、鎘-汞、鎘-銅、鋅-鎘等。其中鎘-銅還原法的還原率高,儀器簡單,操作較簡便,用得較多。測定氨-氮的常用方法是使氨氧化成亞硝酸鹽,通過測定亞硝酸鹽而測定氨。采用的氧化劑有次氯酸鹽和次溴酸鹽。后者穩(wěn)定,氧化時間短,氧化率也高。
海水中的磷以溶解態(tài)無機磷、有機磷和顆粒態(tài)磷等幾種形式存在。所有測定磷的方法都首先把磷化合物轉(zhuǎn)化為無機磷酸鹽,加入酸性鉬酸試劑,使其形成復雜多酸,再還原成鉬藍,然后進行光度測定。用過的還原劑有氯化亞錫、抗壞血酸、米吐爾等。自1962年提出銻鹽抗壞血酸鉬藍法后,由于該法具有結(jié)果穩(wěn)定、還原時間短,而且不需要校正鹽誤差等優(yōu)點,而被廣泛采用。
海水中的硅以溶解態(tài)(單分子和低聚合的硅酸)顆粒態(tài)(聚合度較大的膠體態(tài)硅酸,粘土礦物及含硅的生物碎屑等)。海水中溶解的無機硅酸鹽測定方法主要以重量法(比色法的出現(xiàn),幾乎不再使用),以及比色法(硅鉬藍法,硅鉬黃法等)為主??偣韬繙y定以堿性過硫酸鉀氧化顆粒硅、有機硅,然后用硅鉬藍和硅鉬黃法測定。
一般海水中微量元素的含量,大都在10-10~10-12克/毫升范圍內(nèi),甚至更低,屬痕量或超痕量分析范疇。靈敏度足夠高的海水微量元素的直接測定法不多,加上海水中有大量基體鹽類存在,不易得到可靠的結(jié)果,常先用分離富集方法,消除干擾,并提高待測微量成分的濃度,然后進
行測定。
常用的方法有:溶劑萃取法、離子交換法、共沉淀法和凍干法等。
① 溶劑萃取法。 例如吡咯烷基酸銨-甲基異丁基酮,可用于萃取海水中的鎘、銅、鎳、鉛、鋅、銀、鈷、鐵等元素,供原子吸收光度法測定用。
② 離子交換法。纖維素交換法,可富集海水中的鈷、鉻、銅、鐵、鉬、鎳、鉛、鋅、鈾等元素,供X射線熒光法和中子活化法測定用;螯合樹脂交換法,可富集鎘、鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛、鋅等元素,供原子吸收分光光度法測定用。
③ 共沉淀法。用分光光度法、原子吸收法或中子活化法測定海水中微量元素之前,可用共沉淀法富集分離。例如用氫氧化鐵為沉淀劑,分離海水中的砷、銪、鑭、釕、錫、鉭等成分之后,再用中子活化法測定它們的含量。
④ 凍干法。可用于中子活化法測定海水中多種元素之前的富集,但不能分離出干擾元素。
海水中微量元素常用的分析方法有:
① 分光光度法。常用于測定海水中微量營養(yǎng)鹽,海水中的氰化物、硫化物、揮發(fā)性的酚類、油類等污染物,也曾用于海水中微量鈾、鉬、鎢等重金屬的測定。方法簡便,精密度較好,儀器簡單。它的缺點是靈敏度不夠高,一般只在10-6克/毫升左右,但試樣經(jīng)過富集,靈敏度可提高1~2個數(shù)量級。 ② 原子吸收分光光度法。海水樣品經(jīng)螯合樹脂交換或溶劑萃取,除去基體鹽類和富集待測元素之后,可用此法測定鎘、鈷、銅、鐵、錳、鎳、鉛、鋅等元素的含量。用無焰原子吸收法直接測定這些元素,也取得了一定的進展。冷原子吸收法,可用于測定海水中汞的含量。這類方法的靈敏度高,選擇性好,儀器設(shè)備較簡單,尤其是無焰原子吸收分光光度法,靈敏度更高,一般達10-9克/毫升,應用更加廣泛。
③ X射線熒光法。利用同位素源發(fā)射的X射線,照射用于海水分離富集的纖維素交換劑,再用硅(鋰)等探測器與多道分析器,對樣品中各種金屬元素所發(fā)出的Kα或Lα射線進行檢測。此法選擇性高,可用于海水中銅、鐵、鉬、鎳、錳等多種元素的同時測定。此時樣品不被破壞,可用于進一步分析。
④ 等離子體發(fā)射光譜法。以電感偶合高頻等離子體焰炬為光源。試樣通過該焰炬時,可被加熱至10000開的高溫,實現(xiàn)較完全的原子化和有效的激發(fā)。此法具有ppb 級或更高一些的靈敏度,且可用于多元素同時測定,方法簡便快速,是海水微量元素分析的一種好方法,可用于砷、銻、鐵、鎘、鎳、錳、銅、鋅、鉛、稀土金屬等多種元素的分析。
⑤ 溶出伏安法。預先在恒定的電位下將被測物電解富集在電極上,然后在變動電位的條件下使富集的物質(zhì)反向溶出,并通過伏安曲線進行測試。此法設(shè)備簡單,靈敏度高,是能用于對海水中微量元素進行直接測定的少數(shù)幾種方法之一。在適當?shù)臈l件下,可同時測定多種元素,也可進行形態(tài)的分析。此法可測定海水中的銅、鋅、鎘、鉛、鉈、銦、鉍、銻、銀、砷等多種元素的含量,還可測定海水中的碘、溴、硫等離子的含量。
⑥ 放射化學分析法。通過對海水中存在的放射性同位素或其子體的特征放射性強度的測量,來測定它們的含量。這種方法的靈敏度很高,儀器設(shè)備不太復雜。試樣經(jīng)過共沉淀和溶劑萃取分離富集后,可用此法測定海水中的總β射線和鈷-60、鍶-90、釕-106、銫-137、鐳-226等核素的含量。
⑦ 中子活化法。讓入射中子在選定的條件下和待測元素的穩(wěn)定同位素發(fā)生反應,生成放射性元素,用鍺(鋰)等探測器和多道分析器測定后者的特征放射性強度,可測定待測元素的含量。用此法之前,試樣必須經(jīng)過共沉淀法、凍干法或萃取法進行分離富集。此法的靈敏度很高,個別元素可達10-12毫克/毫升,并可同時測定多種元素。
⑧ 質(zhì)譜同位素稀釋法。向海水樣品中加入一定量的同位素組分已知的待測元素化合物,即加入一定量的同位素標記原子或化合物,在樣品達到平衡后,富集并分離出待測元素,再用質(zhì)譜法測定其同位素組分。樣品中待測元素的濃度可由同位素比值的變化而計算得出。此法的方便之處,是不需要富集分離出純凈的待測元素,也不要求定量回收。曾用此法測定過海水中的鋰、銣、鍶、鋇、鉛、銅、鈾、釷等元素的含量。
海水中的有機物含有氨基酸、碳水化合物等來自生物的天然存在的物質(zhì),和石油烴、氯代烴類殺蟲劑等人為的環(huán)境污染物。它們的濃度一般都很低,通常為ppb水平或更低,因此在大量無機鹽存在下分析有機物時,必須預先用蒸發(fā)、溶劑萃取、電泳脫鹽和離子交換樹脂分離等方法加以濃縮。常用的分析方法有分光光度法、色譜法、熒光分析法和紅外吸收光譜法等。在研究海洋有機物在元素地球化學平衡中的作用(見海洋地球化學)和它們對無機鹽類和氧的循環(huán)所起的作用時,常討論總有機碳、總有機磷和總有機氮的含量。
總有機碳分析 有濕氧化法、光化學氧化法和干燃燒法。濕氧化法是在水樣中加入氧化劑進行氧化,使有機碳生成二氧化碳;光化學氧化法是用汞弧燈管照射水樣,使有機碳進行光化學氧化而生成二氧化碳;干燃燒法則將水樣酸化,然后蒸干,或用少量水樣直接注射入燃燒管,在催化劑存在下通入氧氣進行高溫燃燒,使有機碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳,然后用電導法,氣相色譜法或非色散紅外分析法測定。這 3個方法中,以濕氧化法比較簡便易行,應用最廣。
總有機氮分析 可用改進的微量謝爾達爾法或光化學氧化法,將試樣中的有機氮分解并生成硝酸鹽,也可在堿性條件下用氧化劑將其氧化成硝酸鹽,然后還原成亞硝酸鹽,按常規(guī)方法測定。
總有機磷分析 在加壓下將有機磷分解,使生成無機磷酸鹽,然后用磷鉬藍光度法測定。也可用光化學氧化法和過硫酸鹽氧化法進行分解,然后測定。后面這兩種方法,因適合連續(xù)自動化測定,已被推薦為標準方法。
碳水化合物分析 可測定其總量,也可測定個別單糖的含量??偭康臏y定是用濃硫酸將碳水化合物脫水,再使其與某些芳香類化合物形成有色化合物,進行比色測定。常用的試劑有苯酚、蒽酮、N-乙基咔唑、5-甲基苯二酚-【1,3】、1-色氨酸等。 個別單糖的測定可以在分離富集后用色譜分析、分光光度法分析、酶分析或熒光分析法檢測。
氨基酸分析 常用配位交換法富集海水中的氨基酸,即用亞氨基二乙酸系陽離子交換樹脂與某些重金屬離子,如銅離子,結(jié)合而成的金屬-樹脂交換劑,選擇吸附氨基酸,然后用自動氨基酸分析儀進行測定。還可將分離富集后的氨基酸制成甲基或乙基衍生物,再進行氣液色譜分析。此外,熒光分析法和高效液相色譜法已得到較廣泛的應用,例如用鄰-苯二醛和氨基酸生成熒光產(chǎn)物后進行檢測。此法靈敏度高,檢測濃度可達幾個pmol。
脂肪酸、羥基酸和脂類化合物分析 通常在酸化條件下進行萃取濃縮,再制成衍生物或熒光化合物,然后用氣相色譜法或高效液相色譜法分析。還可用間接的方法測定總脂肪酸的濃度。如用氯仿萃取濃縮后,使形成銅絡(luò)合物,再用原子吸收光譜測定絡(luò)合物中的銅。
光合色素分析 主要是進行葉綠素的分析。為此,用90%丙酮萃取后,用分光光度計測出在 3個不同波長下的吸光值,應用SCOR/UNESCO方程式或其他3色分光光度方程式計算,可分別得出葉綠素a、b、c的濃度。
維生素分析 通常分析維生素B12、維生素 B1和生物素。用生物鑒定法檢測其濃度。
烴類化合物分析 有天然存在的和因石油污染而進入海洋的。其測定方法首先是用有機溶劑萃取,分離之后,再根據(jù)測定總量或測定個別組分而選擇分析的方法。對一般污染監(jiān)測,可測定其總量。萃取后,或者用色譜分離法除去其他有機化合物后,用紫外吸收光譜法測定,也可用紅外吸收光譜分析法對烴類進行定性或定量分析。個別組分的揮發(fā)性烴,可先用有機溶劑萃取濃縮,通入惰性氣體,用吸附劑或冷阱收集,解吸后進行氣相色譜分析。高效液相色譜法有連續(xù)定量檢測的優(yōu)點,應用較廣。還可用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析法,它有較高的靈敏度。
氯化烴類化合物分析 人類活動造成的海洋污染物,如 DDT、DDD、狄氏劑、PCB類等各種氯代烴類化合物在海水中的濃度,一般在pmol以下,常用液-液萃取法和吸附劑分離法,先分離、富集,然后用氣相色譜法進行分析。
酚類化合物分析 在沿岸海域的海水中,酚類化合物的濃度較大,它主要是工業(yè)污染物,少量是由潮間帶的固著藻類分泌出來的,可用比色法分析。例如從酸性溶液中用水汽蒸餾法分離出酚類化合物之后,加入4-氨基安替比林,生成有色衍生物,用光度法測定。也可用熒光法和極譜法,測定酚類化合物。個別酚類化合物可用大孔陰離子交換樹脂進行分離,然后用氣相色譜法或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定。 用液相色譜法可分析某些具有天然熒光的酚類。沿岸水中的腐殖質(zhì)、木質(zhì)素等多酚類物質(zhì),可用熒光分光光度法檢測。
有機汞、砷化合物分析 對人類有直接毒害的化合物。對有機汞化合物,一般先將其破壞分解或氧化為無機汞然后測定。還可用萃取法將有機汞預先分離,或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為碘化物或氯化物后再分離,最后用氣相色譜法測定。分子量較低的有機砷化合物因易于揮發(fā),可用氣相色譜法或原子吸收法。為鑒別各種形式的砷,可用硼氫化鈉將其還原成相應的胂類化合物,以冷阱收集后緩慢升溫,然后用色譜法或原子吸收法測定。
表面活性物質(zhì)分析 在海水中有自然存在的和人類活動引入的表面活性物質(zhì),它們集中于海-氣界面,必須用特殊的采樣器采樣。人為的陰離子表面活性劑,可用次甲藍分光光度法測定,也可在試樣中加入過量的陽離子表面活性劑,酸化后用 4苯硼化鈉標準溶液滴定。此外,還可應用金屬化合物如雙-乙二胺銅(Ⅱ)與陰離子表面活性劑生成絡(luò)合物后,用有機溶劑萃取,再用原子吸收法測定金屬的含量。對人為的陽離子表面活性劑,可在試樣中加入過量的陰離子表面活性劑后,用與上面相似的方法測出其含量。若需鑒定各組分,可用液相色譜法分離后加以測定。海水中自然存在的表面活性物質(zhì),可用極譜法或分光光度法測定。
自動化分析 為了分析數(shù)量很多的海水樣品,最好在現(xiàn)場進行連續(xù)自動測定。海水自動化學分析系統(tǒng)主要由取樣器、蠕動泵、分析線、延遲和反應系統(tǒng)、流動式比色計記錄裝置等幾部分所組成。根據(jù)上述原理已設(shè)計和生產(chǎn)出多種型號的測定氮、磷、硅等微量成分和有機碳的自動分析系統(tǒng)。在另一類自動分析中,使用了傳感器,將傳感器投放于海水中,連續(xù)走航記錄。但是,傳感器的靈敏度還不夠高,已采用過的有鹽度、pH、氧化還原電位、溶解氧、濁度、氟離子濃度等少數(shù)項目的測定。
海水分析化學雖然已發(fā)展成為分析化學和海洋化學中較系統(tǒng)的一個分支學科。但是,海洋科學的發(fā)展,仍給它提出了許多有待解決的課題。例如:保持現(xiàn)場狀態(tài)不同種類水樣的采樣方法,超痕量無機組分的分析及其分析準確度的提高,不同組分的形態(tài)分析方法,超痕量有機組分的分析,快速的現(xiàn)場自動分析方法,保證和提高分析可靠性和可比性的方法學的研究和有關(guān)標準參考物質(zhì)的制備等。2100433B
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反滲透水處理技術(shù) 水資源是一種寶貴的稀缺資源, 由于水資源在日常生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著不可 代替的作用, 21 世紀水資源問題已經(jīng)不僅僅是資源問題,更成為關(guān)系到各個國 家經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和國家穩(wěn)定的重要戰(zhàn)略問題。 我國水資源總儲量居世界第 6位,約為 2.81萬億 m3。但是由于我國口基數(shù)巨大,人均水資源占有量僅為世 界人均水資源占有量的 1/4,不足 2150m3,位列世界 110位,是聯(lián)合國認定的“水 資源最為緊缺“的 13 個國家之一。為了解決我國水資源短缺的現(xiàn)狀,開發(fā)新型 水資源和污水處理回用技術(shù)越來越受到重視。 近些年,反滲透技術(shù)廣泛應用于水 處理方面,并展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。 一 .原理、工藝及發(fā)展 1.1原理 反滲透 (ReverseOsmosis)是利用反滲透膜的選擇性, 以膜兩側(cè)靜壓差為動力, 克服溶劑 (通常是水 )的滲透壓,允許溶劑通過而截留離子物質(zhì),對液體混合物進 行分
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評分: 4.3
污水采樣方法 1、污水的監(jiān)測項目按行業(yè)類型有不同要求 采集樣品時,要嚴格區(qū)分有機物、無機物指標的盛裝容器,對要求遮光的 水樣要采用棕色瓶。測定 pH、COD、BOD5、硫化物、油類、有機物、懸浮物等項 目的樣品,不能混合,只能單獨采樣。 2、不同監(jiān)測項目要求 對不同的監(jiān)測項目應選用的容器材質(zhì)、加入的保護劑及其用量與保存期、 應采集的水樣體積等見附表 1。 3、注意事項 (1)采樣時,除生物檢測項目的盛裝容器外,其它應在采樣時涮洗 1~2次。 用樣品容器直接采樣時,必須用水樣沖洗三次后再行采樣。但當水面有浮油 時,采油的容器不能沖洗。 (2)采樣時應注意除去水面的雜物、垃圾等漂浮物。 (3)采樣時應認真填寫“污水檢測委托合同單”,見附表 2。 附表 1 水樣的保存,采樣體積 項目 采樣容器 保存劑用量 保存期 采樣量 ① (mL) pH 硬質(zhì)玻璃瓶、 聚乙烯(桶) 12h 250 電
本書對水質(zhì)分析化學的基本原理、數(shù)據(jù)及誤差處理作了系統(tǒng)而深入淺出的闡述。全書共分九章,重點講述分析過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)及誤差處理;水質(zhì)分析化學的基本原理及其特點和要求;對水質(zhì)分析中常用的分離方法和儀器分析方法進行了簡單的介紹。本書內(nèi)容精練,層次分明,通俗易懂,結(jié)合飲用水、生活污水、工業(yè)永廢水的水質(zhì)指標,本書還列出了22個水質(zhì)分析實驗及國家規(guī)定的部分水質(zhì)標準。
本書是高等學校給排水工程專業(yè)《水質(zhì)分析化學》課程的教材,可供環(huán)境工程專業(yè),環(huán)境公共衛(wèi)生專業(yè),農(nóng)田水利專業(yè)的師生及設(shè)計、科研、生產(chǎn)等部門從事水。
海水中化學元素的含量差別很大。除H和O外,每千克海水中含量在 1 毫克以上的元素有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B 、Si和F 12種,一般稱為"常量元素"(主要成分也稱大量元素,英文中中macro element)。海水中硅酸鹽濃度變化幅度較大,在開闊大洋區(qū)域可能低于1mg/kg,且受生物活動影響較大,性質(zhì)不穩(wěn)定,為非保守元素。海水中其他化學元素含量極少,其中,每千克海水含有小于1毫克的元素稱為微量元素(<1mg/kg)。其中微量的有Li、N、P、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Rb、Cd、I、Cs、Ba、Hg、Pb、U。溶解于海水中的化學元素絕大多數(shù)是以鹽類離子的形式存在的,其中氯化鈉最多,占88.6%,硫酸鹽占10.8%。海水的常量元素之間的濃度比例相對較為穩(wěn)定,主要以五種陽離子(鈉Na 鉀K 鈣Ca 鎂Mg 鍶Sr),五種陰離子(氯離子 硫酸根離子 溴離子 碳酸根(碳酸氫根離子)氟離子,同時硼酸(H3BO3)以分子形式存在,這些物質(zhì)占海水鹽分的99.9%,且具有一定的恒定性,而不同的元素在海水中的停留時間也有所不同。海水中硅酸鹽濃度變化幅度較大,在開闊大洋區(qū)域可能低于1mg/kg,且受生物活動影響較大,性質(zhì)不穩(wěn)定,為非保守元素。人們利用海水的穩(wěn)定特性開發(fā)了人工海水配方用于一般的生產(chǎn)生活中。海水中硅酸鹽濃度變化幅度較大,在開闊大洋區(qū)域可能低于1mg/kg,且受生物活動影響較大,性質(zhì)不穩(wěn)定,為非保守元素。
改善生態(tài)環(huán)境
此次高峰論壇關(guān)于“外線調(diào)水”基本思路是:從渤海西北海岸提送海水達到海拔1200米高度,到內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部,再順北緯42°線東西方向的洼槽地表,流經(jīng)燕山、陰山以北,出狼山(海拔1500~2200米)向西進入居延海(海拔820米),繞過馬鬃山余脈進入新疆。此設(shè)想是通過大量海水填充沙漠中的干鹽湖、咸水湖和封閉的構(gòu)造盆地,形成人造的海水河、湖,從而鎮(zhèn)壓沙漠。同時,大量海水依靠西北豐富的太陽能自然蒸發(fā),作為濕潤北方氣候的水氣供應源增加降雨,從而達到治理我國沙漠、沙塵暴,徹底改變?nèi)A北、西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣的目的。
“利用新疆現(xiàn)有的東高西低的地理條件及現(xiàn)有河道,海水在引入新疆后,可形成自流(內(nèi)線調(diào)水方案)。甚至于在地勢落差相對較大的區(qū)域設(shè)立發(fā)電廠,對沖前期的投入成本。”作為海水西調(diào)的提出者之一,西安交通大學生態(tài)環(huán)境與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中心教授霍有光說,這將進一步推動新疆生態(tài),特別是煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
據(jù)霍有光介紹(內(nèi)線調(diào)水方案),從天津附近的渤??谌∷?,通過管道分解提升到海拔1280米左右,每噸水升高200米,需要1度電,升高1280米,耗電6.4度左右,然后通過修防滲渠,采用若干小提楊工程(即用于提高水位的蓄水池)加長距離自流的辦法,由黃旗海至甘肅玉門鎮(zhèn)北的疏勒河,之后,利用疏勒河“自東向西流”的天然河道,自流入塔里木盆地之東緣的羅布泊。值得一提的是,從羅布泊海拔780米到海拔-155米的艾丁湖可獲得930余米落差,用來發(fā)電,意味著能夠彌補洗掉工程中所耗費的部分電能。
東西部(中國)經(jīng)濟研究院唐立久表示,新疆可以在引渤濟錫示范工程實踐基礎(chǔ)上,最先引向哈密、吐魯番地區(qū),這會進一步增加引水入疆的可行性。
我國北方從東向西依次分布著八大沙漠,它們是:科爾沁沙地、渾善達克沙地、毛烏素沙漠、庫布齊沙漠、烏蘭布和沙漠、騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠、塔克拉瑪干沙漠,空間上它們是呈緯向連續(xù)展布的。21世紀在我國淡水資源面臨嚴重短缺的情勢下,打破傳統(tǒng)思維定勢,充分利用浩瀚的渤海之水,每年調(diào)水50億~300億立方米,無疑將成為改造北方沙漠最理想的水源!
實施海水西調(diào)工程,采用“接力棒式”方式調(diào)水,本著“量力而行,先近后遠,各個擊破,分期到位”的原則,可以邊施工邊受益,先期工程難度不大,施工周期短,投資較小,不僅可改造距離北京較近的渾善達克沙地、庫布齊沙地、毛烏素沙漠等地的生態(tài)環(huán)境,而且可明顯改善京津唐地區(qū)的大氣與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。遠期工程全部到位后,大致用一百年左右的時間,徹底改造北方八大沙漠。
“海水西調(diào)”(內(nèi)線調(diào)水方案)的目的是:(1)以海水作為生態(tài)水填充沙漠中干涸的鹽湖,利用大面積人造濕地鎮(zhèn)壓沙塵源,遏制沙塵暴;(2)利用沙漠豐富的太陽能資源,將海水蒸發(fā)為水汽,增加露水與降雨,以增雨所得的淡水,濕潤北方氣候;(3)利用沙漠人造海,發(fā)展海水養(yǎng)殖業(yè)與海水種植業(yè)(嗜鹽作物);(4)利用多梯級的人造海,逐級濃縮鹽類資源,發(fā)展鹽化產(chǎn)業(yè)。等等;(5)依托人造海獲取淡水(如冬季采冰),發(fā)展采礦產(chǎn)業(yè)、熱電產(chǎn)業(yè)、海水淡化產(chǎn)業(yè)(利用發(fā)電廠余熱)、煤化產(chǎn)業(yè)、風電產(chǎn)業(yè),等等。(6)至于沉積在羅布泊里的數(shù)十億噸鹽類資源,不過是增加了羅布泊的鹽礦儲量而已??闪艚o子孫后代發(fā)展鹽化產(chǎn)業(yè)。