3.2样品的前处理（课件）-《环境分析与监测》同步教学（化学工业出版社）

第三章 水和污水监测 2样品的前处理 主要内容 1 2 3 4 5 概述 气体样品 固体样品 液体样品 实用新技术 1、概述 大多数样品都不可直接置于分析仪器中，因此几乎每个样品都需要进行一定方式的处理。样品前处理可简单如“稀释-上样”，也可复杂到需要多个处理步骤。 分析周期是指从样品采集到最终完成分析和数据输出的所有步骤。虽然样品前处理是分析周期中的重要部分，但却未能像人们对分离和检测仪器以及数据处理那样，引起足够的重视。 1、概述 4 1、概述 样品前处理方法必须使样品成为适用于检测的形式，在此过程中尽量保证没有损失，而且样品不发生性状改变。所有这些预分析步骤对整个检测结果的准确度和可靠性的影响都大于测量本身。 样品前处理旨在获得满足以下条件的样品：(a) 干扰物相对较少；(b) 不会损伤色谱柱或仪器；(c) 与所使用的分析方法匹配。 1、概述 6 1、概述 样品前处理选项 注释 初步处理 如干燥、过筛、研磨等，使得样品更具有代表性，也更易于溶解或萃取 称量、稀释、定容 对具有生物活性、反应活性、不稳定化合物要采取必要的预防措施 去除颗粒 过滤、离心、固相萃取 提取、浓缩、解析、吸附脱附 液液萃取、固相萃取、顶空、吹扫捕集、固相微萃取、热脱附等。 衍生化 主要用于改善分析的检出限，改善分离效果 其他处理方法 溶剂交换、脱盐、蒸发、冷冻干燥等。 许多样品前处理技术已经实现自动化，并且通常相应的仪器已商品化。从使用机器人代替手工操作，到优化专门仪器实现特殊的样品前处理技术，自动化的途径各不相同。虽然自动化可能非常昂贵且耗费精力，但当需要分析的样品众多，以及分析每个样品所需的时间和工作量过大时，它就能发挥极大作用。 7 1、概述 2、气体样品 样品基质可大致分为有机基质、无机基质、生物基质，并可以进一步分为固体、半固体（包括霜剂、凝胶、悬浮液和胶质）、液体和气体基质。在分析之前，几乎每一种基质都需要进行某种形式的样品前处理，即使仅仅是简单的稀释。 2、气体样品 方法 技术原理 监测项目 随机采样 气态样品被吸入真空玻璃容器、球形金属容器或金属采样罐，或者被抽入注射器；也可将气体泵入塑料袋或其他惰性容器。 挥发性有机物、非甲烷总烃等 固相捕集 气态样品通过填充了吸附剂（例如硅胶、活性炭）的萃取管；然后用强溶剂将捕集的分析物洗脱下来。 苯系物、醛酮类化合物等 液体捕集 用对分析物具有良好溶解性的溶剂对气态样品进行起泡吸收法收集；分析物对该溶剂的亲和性高于其对气态基质的亲和性。 甲醛、盐酸雾、硫酸雾等 10 2、气体样品 环境空气 挥发性有机物的测定 预冷冻浓缩-气相色谱质谱法 采样技术：苏玛罐采样 方法依据：HJ 759-2015/USEPA TO-15 2、气体样品 环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法 采样技术：活性炭管吸附 方法依据：HJ 584-2010 2、气体样品 环境空气 二氧化硫的测定 甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法 采样技术：液体吸附 方法依据：HJ 482-2009 2、气体样品 方法 技术原理 监测项目 热脱附 用于挥发性分析物的浓缩；快速加热吸附剂，通过吹扫气体将浓缩的分析物转移到GC中。 挥发性有机物等 热裂解 非挥发性大分子样品（如聚合物、植物纤维）通过热降解使化学键断裂生成更小的、挥发性更高的分子，然后被吹扫进入GC或吸附阱（低温）进行分离和鉴定。 科研 固相微萃取（SPME） 涂覆了聚合物固定相的熔融石英纤维被置于样品上方，或直接浸入液体样品；分析物将扩散并分配/吸附到固定相上；将纤维放入GC进样口，或使用液体将其洗脱进入色谱柱进行HPLC 分析。 科研 14 2、气体样品 环境空气 挥发性有机物的测定 热脱附-气相色谱质谱法 采样技术：吸附管采样 方法依据：HJ 644-2013/ USEPA TO-17 3、液体样品 方法 技术原理 稀释 使用合适的溶剂稀释样品；可将输出信号维持在检测器的线性范围内。 蒸发 常压下，温和地加热样品并通入流动的空气或惰性气体去除液体；低挥发性的液体，可在真空下进行。 蒸馏 将样品加热到溶剂沸点，然后冷凝和收集蒸气中的挥发性分析物。 过滤 液体通过纸质、膜质过滤器等，去除悬浮颗粒。 离心 样品置于锥形离心管中，在高离心力下离心（数千到数十万倍重力）；倾倒出上清液。 沉降 样品在沉降池中静置时会发生沉降；沉降速率取决于斯托克斯半径。 16 3、液体样品——蒸发浓缩 瑞士Buchi旋转蒸发仪 美国Zymark氮吹浓缩仪 3、液体样品——过滤 3、液体样品——过滤 安捷伦新产品——滤甁 展示了一种独特的非注射式膜过滤器— 滤瓶，它一次可以处理0.4-1.0mL 样品。它是一种预装