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样品的采集、制备和保存(五)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2018-05-07

(三)采样仪器

1、采水器

我国目前生产的水质采样器有多种,可根据实验目的、要求和采样场地的实际情况,选择合适的采水器。表层水样的采集比较简单,可用带绳子的塑料桶、瓶子、带柄的圆筒等作采水器。下面只简单介绍几种深层水样采水器。

(1)样品容器采水器:样品容器采水器是一个普通的样品容器,拴上绳索,瓶上系有铅块,以增加质量。瓶口配塞,以绳索系牢,绳上标有高度,将样品容器降落到预定的深度,然后将细绳上提,把瓶塞打开,水样便充满样品容器,用瓶塞塞好。可用于采集较浅层或水流较小的水域样品,但水样与空气接触,不适于测定溶解气体和还原性物质。

(2)单层采水器:适用于采集深层和供测定气体成分的水样。它是一个装在金属框内用绳索吊起的玻璃瓶或聚乙烯瓶,框底系有金属块以增加质量,瓶口配塞,并在瓶塞上装有排气玻璃管,以绳索系牢,绳上标有高度。

(3)多层采水器:使用这种采水器,可以同时采集不同深度的水样,大大地节省了采样时间和人力。

(4)急流采水器:适合于采集水流急、深度大、可供测定溶解氧的水样。当采集水样时,打开铁框的铁栏,将采样瓶用橡皮塞塞紧,再把铁栏扣紧。然后沿船身垂直方向伸入水深处,打开钢管上部橡皮管的夹子,水样便从橡皮塞里的长玻璃管流入样瓶中,瓶内空气由短玻璃管沿橡皮管排出。

(5)倒转式采水器:适用于采集不同深度的海洋和湖泊水样。当它降落到预定的深度时,放下冲击锤。由于冲锤的冲击而使采水筒倒过来,并将采水筒的盖子关闭,与此同时,水样也被采集完毕。在采水器上装有倒转温度计,可记录不同深度水的温度。

2、盛水器

水样采集后,需按检测项目分装于盛水器中。盛水器常用无色硬质玻璃、高压低密度聚乙烯塑料和不锈钢制作。在一般情况里,这些材料都是相当满意的。但对于某些水样或某些被测物,必须注意容器材料对水样的影响。如玻璃中可溶出钠和硅,塑料中可溶出有机物质;某些被测物可能被吸附在盛水器壁上,如玻璃表面吸附重金属离子,苯可被塑料吸附等;水样中的某些成分可能与盛水器材料发生反应,如氟可以与玻璃反应等;各个制造厂家的同类器皿之间也可能不完全相同,特别是在被测物的浓度很小时,这个影响就显得越重要。此外,保持盛水器的清洁也是十分重要的。如果所采水样系供水质微生物学检验之用,则盛水器等还必须事先经过灭菌处理,并按微生物学的要求进行采样。

为此,要求容器的制作材料化学稳定性好,可保证水样在储存期间不发生物理变化和化学反应,不吸附水中的物质,容器材料成分不会溶出,不污染样品;能严密封口,且易打开;同时易于洗涤,且价格低廉。

(四)采样频率和采样量

1、采样频率

采样频率指单位时间内的采样次数。对于水质稳定、混合均匀的水样来说,只要采集具有代表性水样就可分析测定。相反,如果水质变化较大,那么应采集不同时间内的水样,再制成混合水样。这样,只要增加采样次数及数量,就可以提高代表性和准确性。但采样工作量大,费用高,因此应正确确定采样频率。

一般来说,对工业废水可在一个生产周期内每隔30min或1h采样一次,然后加以混合。如果要采集几个周期的水样,也可每隔2h取样一次,但总采样次数不应少于8~10次。对于排污情况复杂、浓度变化很大的废水,采样的时间间隔要适当短些,有时需5~10min就采一次水样。在承受污水、废水的小河渠等,每年至少应在丰水期、枯水期和平水期各采样一次。城市污水厂受纳数十个甚至上千个工厂的废水以及城市的生活污水,废水在流到污水厂途中已有一定的混合。通常可每隔1h采样一次,连续采集24h或8h,然后混合,测各组分的平均浓度。在异常情况或发生临时性的污染事故,应随时增加采样次数。

江河水每年至少应在丰水期、枯水期、平水期各采样两次,北方与南方还应增加冰封期或洪水期的采样次数。受潮汐影响的河流,应在退潮或涨潮时增加采样次数。一年内的采样次数不应少于6~8次。为了掌握水质的季节变化,每月应采样一次。为了掌握一日内或几天之间的水质变化,可按不同等分时间内采样,也可进行连续自动采样与监测。

2、采样量

采样量的大小由分析测定的项目多少而决定。一般情况下,如供单项分析,可取500~1000mL水样量;如供一般理化全分析用,则不得少于3L。但如果被测物的浓度很小而需要预先浓缩时,采样量就应增加;若水样应避免与空气接触时,采样器和盛水器都应完全充满,不留气泡;当水样在分析前需要猛力摇荡时(如测定油类、不溶解物质),采样器和盛水器则不应完全充满;当被测物的浓度小而且是以不连续的物质形态存在时(如不溶解物质、细菌、藻类等),应从统计学的角度考虑一定体积里可能的质点数目而确定最小采样体积;工业废水成分复杂,干扰物质较多,有时需要改变分析方法或做重复测定,应适当多取水样。

(五)水样的保存

水样采集后,应尽快进行分析检验。但因人力、时间不足,还需在实验室内存放一段时期后才能分析。如不妥善保存,水中所含物质会产生物理、化学和生物作用,降低被测组分的浓度,改变水样的性质,影响分析结果。常见的变化有如下几种。①水中的细菌、藻类和其他生物可能消耗、释放或改变水中一些组分的化学形态,如溶解氧、二氧化碳、生化需氧量、pH值、碱度、硬度、氮、磷和硅化物等。通常,污水或污染严重的水样比天然水和较清洁水样更为不稳定些。②水样中的某些组分可能因水中的溶解氧或通过与空气接触而被氧化,如有机化合物、亚铁离子、硫化物等。③有些组分可能沉淀,如碳酸钙、金属等。④pH值、电导率、二氧化碳、碱度、硬度等可能因从空气中吸收二氧化碳而改变。⑤溶解状态和胶体状态的金属以及某些有机化合物可能被吸附在盛水器内壁或水样中固体颗粒表面上。⑥一些聚合物可能会分解,如缩聚的无机磷和聚合的硅酸等。这些变化通常与水样的性质、环境温度、光线的作用以及盛水器的性质等有关。要想完全制止上述的变化是很困难的。因此,从采样到测定相间隔的时间愈短,分析结果愈可靠。

水样保存的目的是尽量减少其中各种待测组分的变化。即减缓水样的生物化学作用;减缓化合物或络合物的氧化一还原作用;减少被测组分的挥发损失;避免沉淀、吸附或结晶物析出所引起的组分变化。在环境有毒有害物质检测中,水样保存方法主要有以下几种。

1、冷藏、冷冻保存法

利用冷冻剂或在冰箱内,将水样保存在3~4℃的低温暗室内。这样可使生物活性受到抑制,生物化学作用显著降低,减少组分的挥发。不同水样所允许的存放时间不同,清洁用水为72h,轻度污染的水样为48h,受污染的水样为12h,污水存放时间越短越好。除了低温冷藏外,有的水样还需要深冷冰冻储存。有些文献报道,将水样保存在一22~一18℃的深冷条件下,对磷、氮、硅化合物等的稳定性大有益处。分析时,应先将水样瓶置于温度为40~50℃的水浴中,振荡、融化并混匀后才能使用。

2、化学保存法

在水样中加入一定量的化学试剂,作抑制剂、杀菌剂或防腐剂,抑制生物的作用,或者调节水样的酸度,防止沉淀、水解、氧化还原、络合反应的产生,使水样的成分、状态和价态保持相对的稳定。加入的方法可以是在采样后立即往水样中加入化学试剂;也可以是事先将化学试剂加到盛水器里。

参考资料:环境中有毒有害物质与分析检测

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【关键词】大气,样品,采集,制备、保存,国家标准物质网 

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