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地下水环境监测与场调之样品预处理方法 [复制链接]

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京东
地下水的采样分析计划(SAP)还涉及到所采集样品的预处理方法,包括了样品过滤和物理和化学法保存。 ASTM已经发布了标准指南来指导两种类型的样品预处理。 ASTM标准D6564(ASTM,2004k)为地下水样品的现场过滤提供了详细的指导,ASTM标准D6517(ASTM,2004l)讨论了地下水样品的物理和化学保存方法。
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01
样品过滤
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: l) z7 @! ~) {% m) \! @/ X  C        地下水样品过滤是指在采样现场对某些成分进行样品的预处理过程,尤其是当需要确定所含成分是否真正“溶解”在地下水中时:过滤过程中,将地下水样品在负压或正压条件下,通过符合一定规格孔径的过滤介质。比过滤器孔径更细的颗粒物与水一起通过过滤器以获取滤液后的样品,将其提交给实验室进行分析。比过滤器孔径大的颗粒物质被过滤介质截取。
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        用于区分样品中溶解成分和颗粒成分最常见方法是使用0.45μm孔径过滤器进行过滤。具备通过这种孔径尺寸的水样在默认情况下可以定义为溶解成分。过滤有助于将数据反弹的问题降到最低,这通常是由样本中悬浮颗粒物的不同含量造成的,使得数据的趋势分析和统计评估更加可靠。另外,过滤使实验室更容易准确地量化样品中的金属浓度。最重要的是,过滤样品可以确定地下水中的溶解金属的实际浓度,避免由于样品保存(酸化)这可能使胶体颗粒表面浸出更多金属,人为的造成样品中溶解金属浓度的提升。
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5 ?7 h$ X) c2 B- N% t& |+ p" x        过滤并不总是适用于地下水取样计划。样品进入表面时发生的压力变化可能导致样品化学变化,包括溶解气体的损失和溶解成分(如金属)的沉淀。过滤过程中处理样品时,样品与大气的互相掺杂与混合可导致Fe2+氧化为Fe3+ 。Fe3+以氢氧化物的方式作为沉淀物,并可能吸附其它溶解的痕量金属。
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02
适用于样品过滤的分析参数
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可以被过滤的样品包括了# ]) Y6 d; z5 G( a- Z) B
碱性* h' G2 N/ u( ?, \
痕量金属: w9 x! V9 d8 }) w
阳离子和阴离子4 b7 C4 I/ g  x# T
不适用于样品过滤的分析参数, t! O% k! {6 o, b0 @: ]' o# G7 h

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3 b! E0 C3 C) F* n% v溶解性气体(DO, CO2)
9 z8 w: m$ D% C% s物质总量分析(不如总砷)9 H, U0 s: m4 |! H0 j
低分子质量,高溶解度,非反应性成分$ W6 \7 h% ^  h9 m" ?3 ?7 z# r

0 `( p) r) r+ d& e有多种方法可用于地下水样品的现场过滤。在一般来说,过滤设备可分为正压过滤(胶囊式过滤,注射器过滤器,碟片式过滤器)和真空(负压)过滤方法。  v% }7 v$ J5 k3 ]

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- N, y+ b# z5 S, F3 o图1:在线连接的碟片式过滤器( v$ l2 S0 b' `
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0 D, S0 _6 K( Z+ h; z图2:使用胶囊式过滤器进行地下水样品的过滤' [0 Z' _  y2 p- s

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03
物理与化学方法对地下水样品的保存

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        地下水样品预处理的第二种形式是物理和化学保存:如ASTM标准D6517(ASTM,2004)中所述,地下水样品在采集期间被带至地表环境后,相对于原位条件而言会不可避免的发生化学、物理和生物学变化。除了本章前面讨论的取样装置可能带来的任何变化外,这些变化包括暴露在环境条件下,如压力,温度,紫外线,大气中的氧气和大气污染物。
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        地下水样品的物理保存方法包括:" V7 U1 ?% F: N( d6 W, m
(1)对每个被分析的参数使用合适的样品容器; + E% h5 x9 B& x5 w" A8 H
(2)使用适当的样品包装,以防止在运输到实验室过程中发生损失;
3 M5 c! t- N6 V. [7 A8 X(3)在送到实验室的过程中对样品的温度具备控制。6 B  A: {$ C, @- S
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        化学防腐包括在样品采集过程中向地下水样品添加一种或多种化学试剂。化学品可以用来调节样品的pH值,使分析物成分保持在溶液中不受任何变化,或抑制样品的微生物降解。" i2 o0 `2 X" `, R) a: r
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制定采样计划时,要包括如何预处理采集的样品,选择合适的样品容器、化学预处理药剂* H8 m6 a4 I7 z4 [
图3:制定采样计划时,要包括如何预处理采集的样品,选择合适的样品容器、化学预处理药剂
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        地下水样品可以通过以下几种方法之一进行化学保存:7 E3 s: B1 ^) U' d1 }& M: @2 B) _
(1)使用pH测量仪或窄频石蕊试纸监测pH值变化的同时进行pH滴定(如硝酸);
2 O5 s  D- O( L- u. a# m8 z# v(2)向样本容器中加入固定体积的液体防腐剂(例如玻璃小瓶或安瓿瓶装的硫酸); ' \. ~' }3 ]- G9 G( {6 P
(3)向样品容器中加入固定量的粒状防腐剂(例如氢氧化钠);5 u2 q2 A. u* C6 U
(4)在将容器运往现场之前将防腐剂放置于空样品容器中。
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