4-水分析实验基础

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1、水文地球化学主讲：郭清海中国地质大学（武汉）环境学院一门关于地下水的科学水分析实验基础水文地球化学工作的第一步，就是要获取地下水的化学成分资料首先在野外现场取样，现场测试，水样预处理将水样带回室内，送实验室分析获得水质报告在这种报告中，通常仅有水中化学组分的含量对这些组分进行分类、整理。从中提取水文地球化学信息，并揭示其蕴含的规律性可以说，不进行水化学资料的获取和整理工作，就谈不上水文地球化学研究的开展。水分析概述水分析的目的：获取所研究水体的水质数据要求：灵敏度高，精度高的分析方法根据使用目的，正确选定采样时间

2、、地点、取样深度以及样品的保存技术。在工作实践中，常常有工作人员简单地把水化学工作理解成取样-化验（分析）-水质评价，实在是大错而特错！上面提到的这几项需正确选定的内容，都不可忽视。一、地下水样品的采集二、地下水样品的保存与现场分析三、水分析方法分类四、滴定分析若干基本概念五、水分析结果质量评估主要内容：一、地下水样品的采集采样时间（t）：旱、雨两季取样采样地点（x，y）：直接关系到水样的典型性或代表性取样深度（z）：在目前的地下水采样工作中不分深度的采样分深度取样1、不分深度的采样作用：判别地下水化学成分区域性

3、变化规律及其与围岩的关系时十分有用。缺点：①所取水样实际上是不同成分水的混合物；②在取样过程中，就可能导致出现混合作用。因此，所采水样并不能代表含水层中水的真实化学面貌，从而阻碍对地下水水质状况和含水层中所发生的地球化学过程的正确认识。Q长滤网Q短滤网2、分深度取样滤网或长眼端头测压管A常规测压管三种常用分深度取样技术的固定装置细径测压管套管滤网充气栓塞B单个套管多层测压管C单个长过滤管中栓塞取样当地下水被带至地表时，它便进入了一个与含水层不同的新的物理化学环境中，从而使其成分发生变化。因此，在送往实验室分析之前

4、，需要采取一系列的措施，防止或减缓水样化学成分的变化。方法样品保存：添加试剂，选择合适的保存容器对某些易变化的水化学指标进行现场测定二、地下水样品的保存与现场分析1、样品的保存一般通过加酸（硝酸）来实现100mL水样加入0.7mL、65%的分析纯HNO3，即可中和水中的碱度，使其pH<2消除绝大多数细菌的生长，阻碍成络反应，防止阳离子沉淀某些特殊组分（不易进行现场测定，不易保存）添加试剂形成沉淀物，以便室内分析H2S：加入醋酸锌和NaOH，以生成ZnS沉淀；侵蚀性CO2：加入化学纯CaCO3粉末，室内测定侵蚀性C

5、O2与CaCO3粉末生成的HCO3-含量，再推求侵蚀性CO2含量2、现场分析还是让我们先来看一个实例（某不含碳酸盐的砂岩含水层中现场与实验室测定pH值对比）4567456788实验室测pH现场测pH从该图不难看出：落在对角斜线上的实测点很少，绝大多数都不吻合，且实验室测pH偏高。究其根本是水的pH值易变性，或不稳定性与之相似的指标还有：EC：电导率，μs/cmEh：氧化还原电位，mVT：水温，℃DO、游离CO2、NO2-、NH4+三、水分析方法分类根据被测组分的相对百分含量常量分析(>1%)微量分析(0.01～1

6、%)痕量分析(<0.01%)根据试样用量常量分析(>0.1g或10-100ml)、半微量(0.01-0.1g或1-10ml)、微量(0.1-10mg或0.01-1ml)和超微量(<0.1mg或<0.01ml)根据测试原理化学分析法仪器分析法在完成野外采样、样品保存和某些水化学指标的现场分析后，水样将被送到分析测试单位（如我校“地质过程与矿产资源”国家重点实验室、“生物地质与环境地质”教育部重点实验室）进行室内分析测试。其任务为测定水中各种化学组分及其存在形态的含量。1、化学分析法化学分析法重量分析法滴定分析法沉淀

7、法电解法气化法沉淀法是利用沉淀剂将被测组分转化为沉淀物，经过滤、洗涤、烘干或灼烧后，称取沉淀的重量，算出被测组分的含量电解法是利用电解作用，使被测组分转化为金属或其它形式析出在铂电极上，根据电极增加的重量，算得被测组分的含量气化法是利用加热等方法使被测组分转化为挥发性物质逸出，根据试样减轻的重量算出被测组分的含量；也可用吸收剂将逸出组分吸收，根据吸收剂增加的重量，算出被测物之重量滴定分析法是将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液滴定相），滴加到待测物质溶液中，直到所加试剂恰好与待测组分按化学计量定量反应为止，从而

8、根据滴加试剂的准确体积计算待测组分含量。在本课程开设的水分析实验中，我们主要运用滴定分析法。2、仪器分析法以物质的物理性质或物理化学性质为基础的分析方法，需用分析天平和滴定管以外的较特殊的仪器。常与PC机联机，快速、灵敏，适用于微量组分的分析利用物质电学或电化学性质电化学分析法利用物质光学性质光学分析法色谱技术色谱分析法电位分析：pH、EhAAS(AtomicAdsorp