海水中的常量元素海水成分

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(cè)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(yáng)司法測(cè)定。

鈉、鈣、鎂、硫等其他常量元素的測(cè)定方法，有重量法、容量法，及為提高精密度和準(zhǔn)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(zhǔn)確度。為提高海水中的鈣、鎂、硫酸根等的測(cè)定方法的準(zhǔn)確度，一般采用離子交換樹脂除去干擾離子，然后測(cè)定。應(yīng)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(duì)準(zhǔn)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(cè)定鈉、鉀、鈣、鎂、鍶等；還可用離子選擇電極法測(cè)定氟；海水的pH和堿度的測(cè)定則多采用pH電測(cè)法；海水中溶解氧的測(cè)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(cè)法進(jìn)行測(cè)定。

海水中的磷以溶解態(tài)無機(jī)磷、有機(jī)磷和顆粒態(tài)磷等幾種形式存在。所有測(cè)定磷的方法都首先把磷化合物轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽，加入酸性鉬酸試劑，使其形成復(fù)雜多酸，再還原成鉬藍(lán)，然后進(jìn)行光度測(cè)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(lán)法后，由于該法具有結(jié)果穩(wěn)定、還原時(shí)間短，而且不需要校正鹽誤差等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛采用。

靈敏度足夠高的海水微量元素的直接測(cè)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(cè)微量成分的濃度，然后進(jìn)行測(cè)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(cè)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(cè)微量成分的濃度，然后進(jìn)

行測(cè)定。

海水分析化學(xué)富集分離法

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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)定它們的含量。

④ 凍干法。可用于中子活化法測(cè)定海水中多種元素之前的富集，但不能分離出干擾元素。

海水分析化學(xué)分析方法

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(cè)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(cè)定。方法簡便，精密度較好，儀器簡單。它的缺點(diǎn)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(gè)數(shù)量級(jí)。 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(cè)元素之后，可用此法測(cè)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(cè)定這些元素，也取得了一定的進(jìn)展。冷原子吸收法，可用于測(cè)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(dá)10-9克/毫升，應(yīng)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(cè)器與多道分析器，對(duì)樣品中各種金屬元素所發(fā)出的Kα或Lα射線進(jìn)行檢測(cè)。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(shí)測(cè)定。此時(shí)樣品不被破壞，可用于進(jìn)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(shí),可被加熱至10000開的高溫，實(shí)現(xiàn)較完全的原子化和有效的激發(fā)。此法具有ppb 級(jí)或更高一些的靈敏度，且可用于多元素同時(shí)測(cè)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(yù)先在恒定的電位下將被測(cè)物電解富集在電極上，然后在變動(dòng)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(jìn)行測(cè)試。此法設(shè)備簡單，靈敏度高，是能用于對(duì)海水中微量元素進(jìn)行直接測(cè)定的少數(shù)幾種方法之一。在適當(dāng)?shù)臈l件下，可同時(shí)測(cè)定多種元素，也可進(jìn)行形態(tài)的分析。此法可測(cè)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(cè)定海水中的碘、溴、硫等離子的含量。

⑥ 放射化學(xué)分析法。通過對(duì)海水中存在的放射性同位素或其子體的特征放射性強(qiáng)度的測(cè)量，來測(cè)定它們的含量。這種方法的靈敏度很高，儀器設(shè)備不太復(fù)雜。試樣經(jīng)過共沉淀和溶劑萃取分離富集后，可用此法測(cè)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(cè)元素的穩(wěn)定同位素發(fā)生反應(yīng)，生成放射性元素，用鍺（鋰）等探測(cè)器和多道分析器測(cè)定后者的特征放射性強(qiáng)度，可測(cè)定待測(cè)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(jìn)行分離富集。此法的靈敏度很高，個(gè)別元素可達(dá)10-12毫克/毫升，并可同時(shí)測(cè)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(cè)元素化合物，即加入一定量的同位素標(biāo)記原子或化合物,在樣品達(dá)到平衡后,富集并分離出待測(cè)元素，再用質(zhì)譜法測(cè)定其同位素組分。樣品中待測(cè)元素的濃度可由同位素比值的變化而計(jì)算得出。此法的方便之處,是不需要富集分離出純凈的待測(cè)元素,也不要求定量回收。曾用此法測(cè)定過海水中的鋰、銣、鍶、鋇、鉛、銅、鈾、釷等元素的含量。

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