环境样品的采集和前处理PPT教学课件

0.9—3.5×10-4 3×10-4 1×10-3
3—24×10-3
扩散系数（cm2/s）
1—100×10-2 70×10-5 20×10-5
0.5—2×10-5
超临界流体的特点：
•密度大，容易溶解其它物质 •粘度较小，传质速率很高 •表面张力小，容易渗透 •压力改变会引起超临界流体对物质溶解能力 发生很大的变化 •温度改变会改变萃取能力 •加入少量溶剂也可改变对溶质的溶解能力
粉碎后的样品与合适的溶剂充分混合后放入
微波炉的样品穴内进行微波辐射。微波炉一
般选择市场上的防爆微波炉，处理样品时使 用 的 频 率 为 2.54GHz ， 与 家 用 微 波 炉 一 样 ， 每次处理时间不超过30秒，使用的功率以使 溶剂不沸腾为佳。辐射后的样品需立即冷却，
有时需要用冰浴，视情况而定。冷却后的样
2、分离与富集的概念
分 离 （ Separation ） ： 分 离 是 将 欲 测 组 分从试样中单独析出，或将几个组分一个 一个地分开，或者根据各组分的共同性质 分成若干组。
富集（Preconcentration）：富集被认 为是分离的一种，即从大量试样中搜集欲 测定的少量物质至一较小体积之中，从而 提高其浓度至测定下限之上。
表2-1 不同物态时CO2的物理性质 Table 2-1 Physical property of CO2 at
difficult state
物态
密度（g/ml）
气态
临界态（Tc，Pc）* 超临界态（Tc，6Pc）
液态
1×10-3 4.7×10-1 10.0×10-1 10.0×10-3
粘度（g/cm·s）
2）选择合适的有机膜，即若萃取极性物质时应 选极性有机膜。
4、微波溶样
（Microwave Digestion）
原理：微波溶出法是指利用微波为能量，进行样品处 理的各种方法。微波溶出法主要适用于固体或半固体 样品。样品制备的整个过程需要经过粉碎、与溶剂混 合、微波辐射、分离提取液等步骤。样品得到后首先 要加以粉碎以增大表面积，便于与溶剂分子接触，在 微波能的作用下加快溶质从样品基体中的溶出过程。 粉碎后的样品需与合适的溶剂混合。而正确选择适当 的溶剂是影响到溶质回收率的关键因素之一，通常极 性样品采用极性溶剂，如甲醇、水等；非极性的样品 采用非极性溶剂如正己烷等。有时采用混合溶剂会比 采用单一溶剂取得更为理想的效果。
• 一、分类地位 • 二、分布 • 三、生物学知识 • 四、生态学知识
分类地位
• 棘皮动物门
• 海参纲
•
楯手目
•
刺参科
•
仿刺参属
分布
•
海参分布遍及世界各海洋，从潮间带至水
深万米均有分布。刺参属温带种，主要分布于
北太平洋沿岸浅海，垂直分布，从潮间带至水
深20－30米的浅海海域。地理分布的北限是俄
罗斯的库页岛，美国的阿拉斯加沿岸；南到日
超临界流体萃取的流程与操作
样品管 (萃取)
吸收管
收集器
CO2 钢瓶 高压泵
溶剂洗脱泵
图2-1 超临界流体萃取流程图 Fig2-1 Diagram of supercritical fluid
extraction
SFC的应用
2、固相萃取 （Solid Phase Extraction）
原理：其原理是根据样品中不同组分在 固相填料上作用力强弱不同，使被测组分 与其它组分分离。主要用于环境水样及可 溶的固体环境样品，也可用于捕集气体中 的痕量有机物及气溶胶。改变洗脱剂组分， 填料的种类及其它参数可以改变各组分的 作用力强度，达到不同组分分离的目的。
品再次用微波辐射，反复多次以提高溶质回
收率。辐射完毕后的样品溶液须经离心分离 出固相残渣，溶液经过滤后备用。
影响微波萃取率的因素：
样品的种类、含量、溶剂的选择、基 体的水含量、微波能的大小、辐射时间的 长短等。
微波萃取法特点：
与传统的样品处理技术如索氏提取、 超声萃取相比，微波萃取的主要特点是快 速与节能，而且有利于萃取热不稳定的物 质，可以避免长时间的高温引起样品分解， 有助于被萃取物质从样品基体上解析，故 特别适合于快速处理大量的样品。
分布，其南限达江苏连云
港外的平山岛周围海域。其中以辽宁的大连市、
锦州地区，山东的烟台市、青岛市海区沿岸分
布最多。
生物学知识
• （一）外部形态 • （二）内部构造 • （三）生殖习性 • （四）性腺发育 • （五）早期胚胎发育 • （六）幼虫发育
环境样品的采集和前处理
§1 环境样品的采集 §2 环境样品的前处理技术
一、环境样品的前处理与分离富集概述 二、样品前处理的新方法与技术
§1 环境样品的采集
一、环境监测的一般过程：
现场调查 监测计划设计 优化布点 样品采集 运送保存 分析测试 数据处理 综合评价等
二、样品采集
§2 环境样品的前处理技术
• 刺参性成熟年龄为2龄，而且往往与个体 体重有很大关系
早期胚胎发育
• 生殖细胞 • 受精 • 卵裂 • 囊胚期 • 原肠期
幼虫发育
• 耳状幼虫 • 桶形幼虫（樽形幼虫） • 五触手幼虫 • 稚参
耳状幼虫
• 小耳状幼虫 • 中耳状幼虫 • 大耳状幼虫
桶形幼虫（樽形幼虫）
五触手幼虫
稚参
生态学知识
常用超临界萃取剂
表2-2 常用萃取剂的临界温度与压力
流体
临界温度(℃) 临界压力(bar)
乙烯 二氧化碳 乙烷 氧化亚氨 丙烯 丙烷 氨 己烷 水 9.3 31.1 32.3 36.5 91.9 96.7 132.5 234.2 374.2 50.4 73.8 48.8 72.7 46.2 42.5 112.8 30.3 220.5
3、液膜萃取法 （Supported Liquid Membrane）
原理：在聚四氟薄膜（或纤维纸类）上浸透了 与水互不相溶的有机溶剂，形成有机液膜，这种液 膜把水溶液分成两相，其中流动的一相（样品水溶 液）为被萃取相，静止不动的为萃取相。样品水溶 液中的离子与加入其中的某些试剂形成中性分子 （处于活化态），并通过扩散溶入有机液膜，进一 步扩散进入萃取相。一旦进入萃取相，中性分子受 萃取相中化学条件影响，又分解为离子（处于非活 化态）而无法再返回液膜中，结果使离子进入萃取 相中。
RB ——分离效率。
SB A
越小，表示
B
中
A
很少，A
与
B
分离的越彻底。
一般情况下，Q A
接近于Q
0 A
，所以有：S b a
QB QB0
RB
二、样品前处理的 新方法与技术
1、超临界流体萃取 （Supercritial Fluid Extraction）
原理：与通常的液-液或液-固萃取一样， 超临界流体萃取也是在两相之间进行的一 种萃取方法，所不同的是萃取剂不是液体， 而是超临界流体。超临界流体是介于气液 之间的一种既非气态又非液态的物态，这 种物态只能在物质的温度和压力超过临界 点时才能存在。
生殖习性
• 其繁殖季节，一般南部地区早于北部 地区，潮间带早于潮下带，就是在同一 地区繁殖季节，随年份不同也有变动， 变动的因素复杂，但以水温的变化为依 据可靠。 从各地看，在15－23℃范围内， 多在18－20℃之间。
• 产卵量一般100万－200万粒，多者多达 400万－500万粒，个别大的个体，产卵 量可超过千万粒。
一、环境样品的前处理与分离富集概述
1、常用前处理方法
• 为什么要进行样品前处理？ * 环境样品欲测成分含量低（ppm，ppb， ppt 级） * 干扰 * 有些样品不能直接进样、无响应、污染测试系统
• 样品前处理的地位和方法 * 样品前处理的常用方法 * 样品前处理的目的 * 样品前处理方法评价准则
液膜萃取操作步骤
RCOOMe CH3OH
水样
H+
被萃取相（流动）
RCOOH
CH3OH
RCOO-
废液 液膜
萃取相（静止）
图2-3 液膜萃取操作步骤 Fig.2-3 Steps in the operation of SLM
第一步：RCOO-+ H+ RCOOH
RCOOH+OH-
RCOO-+H2O
第二步：洗涤过程（比如用稀酸）
• （一）水温 • （二）底质 • （三）盐度 • （四）深度 • （五）饵料、摄食及成长 • （六）呼吸 • （七）移动 • （八）敌害
（九）两个重要的生态学特性
• 排脏与再生 • 夏眠
第二节 刺参人工育苗技术
•
一、基本设施及要求
• （一）育苗室及饵料室 （二）培育池 （三）沉淀池 （四）砂滤池 自然砂滤过滤池
固相萃取柱及萃取操作：
图2-2 固相萃取操作步骤 Fig.2-2 Steps in the operation of SPE
柱材料及填料：
柱材料有塑料（聚丙烯）、玻璃、不 锈钢等做成，两端均有多孔滤片，内装填 料。
填料由硅胶、聚合物、Florisi硅藻土 （硅酸镁）、氧化铝、耐火砖土等稳定性 物质再吸附或键合上活性物质组成。活性 物质有C8、C18、苯基、环己烷基、氨基、 氰基、二醇醛等组成。
外部形态
• 体筒状，呈黄瓜形，长20－40厘米，宽3－6厘米， 横断面呈四角形，体腹面平坦。整个腹面有密集 的小突起，称其为管足，管足在腹面排列成不规 则的三纵带，管足的末端有吸盘，背部略隆起， 具有4－6排不规则的肉刺，它是变形的管足。口 在前端偏于腹面，口周围环生有20个分枝状触手， 具触手囊，靠触手的收集将事物送入口内。肛门 位于体后端偏背面，稍后的背部有一个乳突，即 为生殖孔。
分离效率与分离系数
分离效率表示分离的程度： RA