《环境工程实验（二）》.doc

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1、环境工程实验（二）实验指导书适用专业:环境工程编制人：唐建设编制时间：2016.12.25实验一臭氧高级氧化技术降解有机污染物有机污染物在水体中的臭氧联合光化学降解强烈地影响着它们在水中的归宿，因而对水体中有机污染物臭氧联合光化学降解的研究已成为水环境化学的一个重要的研究领域。目前，臭氧联合光降解技术已成为许多难降解有机污染物的有效去除手段。水体中有机污染物臭氧联合化学氧化降解规律的研究主要包括两方面的内容。一是研究其降解速率及影响因素；二是研究有机污染物降解产物，包括中间产物的毒性大小。更值得注意的是高级氧化的联合效率和污染物的降解行为并不一定具有相加作用。 一、实验目的测定藏红在臭氧化学降

2、解作用下的降解速度，并求得速率常数。二、实验原理溶于水中的有机污染物，在紫外光的作用下分解，不断产生自由基，除自由基外，水体中还存在有单态氧，使得天然水中的有机污染物不断地被氧化，尤其当水中共存臭氧时，臭氧的强氧化性，能联合化能氧化快速降解污染物。因此，臭氧联合过氧化氢降解是天然水体有机污染物的自净途径之一。天然水体中有机污染物的光降解速率为：-dc/dtKcOx对上式积分得：ct=c0*exp(-k*t) =式中：c0天然水体中有机物起始浓度；ct时间为t时测得有机物的浓度；K得到的衰减曲线的斜率。本实验在含藏红的蒸馏水溶液中加入臭氧作为氧化剂，模拟含酚天然水进行臭氧联合光降解实验。藏红的测

3、定是根据藏红水溶液呈红色，在510nm处有最大吸收。在一定浓度范围内，藏红的浓度与吸光度值成线性关系。三、仪器和试剂1.仪器可见光分光光度计；高压汞灯，450W。2.试剂（1）藏红的标准储备液：1000mg/L。（2）50mg/L藏红标准中间液：取藏红标准储备液5mL稀释至100mL。（3）缓冲溶液：称取20g氯化铵溶于100mL浓氨水中。（4）0.36过氧化氢溶液：取过氧化氢溶液3.0mL稀释至250mL。（5）待降解藏红溶液：取1000mg/L的藏红标准储备液5.0mL于250mL容量瓶中，用二次水稀释至刻度，摇匀待用（用前现配）。四、实验步骤1.标准曲线的绘制分别取50mg/L的藏红标准

4、中间液0、1.00、1.50、2.00和3.00mL于25mL比色管中，加少量二次水，然后加入0.5mL缓冲溶液（在通风条件下进行），最后用二次水定容至25mL，放置15min后，在分光光度计上，于510nm波长处，用1cm比色皿，以空白溶液为参比，测量吸光度。以吸光度对浓度作图绘制标准曲线。2.O3降解实验将待降解的藏红溶液置于1000mL三角烧瓶中，接通O3发生器，并密封三角烧瓶，密封口处接出一根连通管，通往屋外，将装置置于光降解仪器中。通入O3后，每隔5 min取一次样，每次取3.0mL，共取10次样，分别在t0、1、5、10、20、40、60、80、100、160min时取样。分别置于

5、有编号的25mL比色管中，按照与步骤1相同的方法测定吸光度。五、数据处理由标准曲线上查得不同时间光降解溶液中苯酚所对应的浓度值，绘制lnc0/ct关系曲线，求得K值。六、思考题1.讨论实验过程中出现的现象。2.本实验所用紫外灯的光谱有何特征？实验二铁盐处理高浓度有机废水Fenton法即亚铁盐和H2O2的组合，芬顿(Fenton)试剂对有机污染物的化学降解是前景广阔的高级氧化技术，具有反应快、降解完全等优点：1、了解芬顿试剂氧化降解水中有机污染物（如亚甲基蓝、农药）的原理；2、熟悉芬顿试剂的制备、操作过程和影响因素。一、实验原理： 过氧化氢与亚铁离子结合形成的芬顿(Fenton)试剂，具有极强的

6、氧化能力，其氧化机理主要是在酸性条件下，利用亚铁离子作为过氧化氢分解的催化剂，反应过程可以生成反应活性极高的羟基自由基，其具有很强的氧化能力。羟基自由基可进一步引发自由基链反应，从而降解大部分有机物，甚至使部分有机质达到矿化。Fenton试剂能通过催化分解产生羟基自由基（HO）进攻自由分子，并使其氧化成CO2，H2O等无机物质。过氧自由基反应的一般过程为:反应体系十分复杂，其关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递电子的作用，使链反应可以持续进行直至H2O2耗尽。芬顿试剂降解有机物一般在酸性条件下进行，pH对降解影响大。pH过高时，一是随着pH的升高，H2O2的稳定性降低，高pH会造成H2O2的

7、分解；二是较高的pH对反应（1）的抑制作用，不利于HO的产生，式（1）是产生HO的主要反应；三是Fe2+易形成Fe(OH)3胶体或Fe2O3nH2O无定形沉淀，导致体系的催化活性下降或消失。pH过低时，H+是HO的清除剂：H+HO+Fe2+=H2O+Fe3+，这也不利于HO的产生。因Fenton试剂处理的最优PH为3-5，所以取定pH=4来测定。另外，FeSO4和H2O2的量和配比也会影响芬顿试剂的氧化降解性能。二、实验目的通过此实验使学生熟悉过氧化氢-铁盐处理高浓度有机废水的机理、掌握该实验的操作技能，使学生能明确影响过氧化氢-铁盐处理有机废水的因素，并探寻最佳处理方法。并使学生学会有机污染

8、物的降解评价方法等。三、试剂与仪器1、亚甲基蓝固体2、亚甲基蓝操作液（50mg/L）1500mL3、30%(w/w)H2O2溶液，密度1.11g/mL4、七水硫酸亚铁固体FeSO47H2O5、NaOH溶液（1mol/L）6、H2SO4溶液（1mol/L）n 分光光度计每组一台；pH计一台；比色管9根每组；烧杯250ml，5个每组；100ml，1个每组；容量瓶1000ml一个每组；500ml二个每组；玻棒每组3根；计时器1个每组；电子天平每组一台；量筒100ml一个每组；各类移液管等1ml，5ml，10ml各一根每组；搅拌机2台每组。四、实验步骤1、溶液配制稀释：把100mg/L的亚甲基蓝储备液

9、稀释2倍至1000mL和500mL（选做部分）容量瓶中，获得50mg/L的亚甲基蓝操作液（自行计算）2、标准曲线制作分别吸取亚甲基蓝操作液（50mg/L）0，0.5，1，2，4，6，8，10，20mL于50mL的比色管中，定容，获得亚甲基蓝标准溶液；将标准溶液置于光径为1cm的比色皿中，用分光光度计在波长665nm下测定吸光度；绘制标准曲线。3、亚基甲基蓝降解Fe2+浓度影响取4份100mL的亚甲基蓝操作液（50mg/L）到4个烧杯中，调节pH至23之间；4个烧杯中分别加入0g，0.01g，0.05g，0.1g的七水硫酸亚铁固体，搅拌，再分别加入1g的H2O2，并同时开始计时，搅拌；10分钟、

10、20分钟、30分钟后，各取样2ml，于665nm波长处比色测定，记录数据。加入2-5ml的H2SO4（1M）溶液去除黄色氢氧化铁的干扰；找出亚铁离子的最佳投加量。H2O2浓度影响取4份100mL的亚甲基蓝操作液（50mg/L）到4个烧杯中，调节pH至23之间；4个烧杯中分别加入前面实验得出的最佳投加量的七水硫酸亚铁固体，搅拌，再分别加入0.1g，0.5g，1g，1.5g的H2O2，搅拌，同时开始计时；10分钟、20分钟、30分钟后，各取样2ml，于665nm波长处比色测定，记录数据。加入2-5ml的H2SO4（1M）溶液去除黄色氢氧化铁的干扰；找出H2O2的最佳投加量。选做部分：（3）PH各取

11、废水50mL于4个烧杯中加入H202，FeSO溶液最佳，分别用HCl和NaOH调节pH为2、4、6、8，在室温下置于恒温振荡器上振荡2h。过滤，取上清液测定其COD氨氮，硫酸根，PH，电导率，计算去除率，根据数据测定浓缩水的最佳PH（4）反应时间各取废水50mL于五个烧杯中。分别投加H2022mL，FeSO3mL，调节pH到最佳，在室温下置于恒温振荡器上搅拌05、1、15、2、25h，过滤，取上清液测定COD氨氮，硫酸根，PH，电导率，计算去除率，计算最佳反应时间。（5）H202的投加方式上述最佳反应条件下尝试H202分两次投放，总量不变，取上清液测定COD氨氮，硫酸根，PH，电导率，计算去除

12、率。（6）温度最佳条件下，设置温度为20、40、60、80度，测最优温度（7）加入催化剂最佳条件下，加入FeSO47H2O，Fe(铁粉，铁屑)，TiO2，活性炭等均有催化剂，寻找最好催化剂，尝试最优催化剂用量。（8）UV/Fenton法可以考虑在最优条件下，采用紫外或可见光照射五、计算及数据处理n降解率（%）=(1-C1/C0)100%其中C0为初始溶液的亚甲基蓝浓度C1为氧化降解后溶液的亚甲基蓝浓度n绘制降解率vs.Fe2+浓度曲线n绘制降解率vs.H2O2浓度曲线n绘制降解率vs.起始pH曲线（选做）六、思考题1、试简述芬顿试剂在污染控制中的适用范围和应用特点。2、试简述芬顿试剂降解亚甲基

13、蓝的基本原理。3、影响芬顿试剂降解亚甲基蓝的因素有哪些？实验三零价铁制备与硝酸盐的处理一、实验原理零价铁电负性较大，具有较强的还原性。零价铁可以有效地去除水体中硝酸盐、氯代脂肪烃类, 尤其对氯代烷烃具有较强的降解能力。但是普通铁粉的反应活性比较低，只能部分降解氯代有机化合物，且反应速率较慢，同时由于在铁颗粒表面会形成表面钝化层，导致铁的还原活性随时间下降。纳米铁颗粒因其粒子的直径小，颗粒的比表面积和表面能大，从而具有优越的吸附性能和很高的还原活性。利用纳米颗粒特有的表面效应和小尺寸效应，可以提高零价铁颗粒的反应活性和处理效率。二、实验目的通过此实验使学生了解零价铁的制备方法，掌握零价铁的化学还

14、原制备方法，了解制备材料的表征技术，使学生学会零价铁的制备。在实验过程中让学生明白零价铁处理硝酸盐的机理，学生实验中探寻零价铁处理硝酸盐的影响因素，并确定最佳条件。三、试剂与仪器 722型分光光度计1台；125W高压汞灯1支；反应器1个；充气泵1个；恒温水浴1套；磁力搅拌器1台；离心机1台；台秤1台；秒表1块；移液管（10mL）2支；500mL量筒1支；吸耳球；离心管6支。甲基橙贮备液（1000mg/L）四、实验步骤1. 了解可见光分光光度计的原理与使用方法，参阅有关教材及文献资料。2. 调整分光光度计零点打开722型分光光度计电源开关，预热至稳定。调节分光光度计的波长旋钮至462nm。打开比

15、色槽盖，即在光路断开时，调节“0”旋钮，使透光率值为0.取一只1cm比色皿，加入参比溶液蒸馏水，擦干外表面（光学玻璃面应用擦镜纸擦拭），放入比色槽中，确保放蒸馏水的比色皿在光路上，将比色槽盖合上，即光路通时，调节“100”旋钮使透光率值为100%。3. 零价铁的制备配制0. 01mol /L 的FeSO4 7H2O 水溶液50 mL , 然后加入一定量乙醇(乙醇:水=1 9 1 1), 机械搅拌使之充分混合. 配制0. 03 mo l /L 的NaBH4水溶液. 机械搅拌条件下, 将50 mL NaBH4 水溶液迅速添加到50mL FeSO4 7H2O 水溶液中, 继续搅拌数秒钟, 溶液变为黑

16、色时停止搅拌。用磁选法选出。先用蒸馏水充分洗涤3次。然后用丙酮充分洗涤3 次。并保存于丙酮中。4硝酸根催化还原进行硝酸根催化反应实验时，首先向反应器内加入10mL的1000mg/L的硝酸根，并加480mL水稀释，配成500mL的20mg/L的硝酸根溶液，然后加入0.2g纳米零价铁催化剂，搅拌使之悬浮。避光充空气搅拌30min，使硝酸根在催化剂的表面达到吸附/脱附平衡，移取10mL溶液于离心管内，每隔5min移取3mL反应液，经离心分离后，取上清液进行可见分光光度法分析。5. 硝酸根测定：采用紫外吸光分光光度法法测定硝酸根离子浓度。采用722型可见分光光度计，通过反应液的吸光度A测定来监测硝酸根

17、的分解效果。在0-20mg/L范围内，硝酸根溶液浓度与其220nm-2*275 nm值呈极显著的正相关。五、数据处理5.1 设计实验数据表，记录温度。A0,A 等数据；硝酸根降解率。tminAA。AAln（A）015101530601202405.2 采用积分法中的作图法由实验数据确定反应级数。根据本实验的原理部分知道，该反应是个表面催化反应，而一般表面催化反应更多的是零级反应；降解硝酸根的反应是一级反应：即ln(1/A)=k1t+常数显然，以浓度ln(1/)对时间t作图：求得直线的斜率k1= min-1计算硝酸根催化降解的半衰期t1/2。硝酸根降解率计算：=（c0-c）/c0，其中c0为前降

18、解液浓度，c为降解后的浓度。由于硝酸根溶液浓度和它的吸光度呈线性关系，所以降解率又可以由吸光度计算，即=（A0-A）/A0，其中A0为前降解液吸光度，A为降解后吸光度。绘制t的线性关系线六、思考题1、实验中，为什么用蒸馏水作参比溶液来调节分光光度计的透光率值为100%？一般选择参比溶液的原则是什么？2、硝酸根溶液需要准确配制吗？3、硝酸根催化降解速率与哪些因素有关？实验四复合污染对土壤尿酶活性影响实验一、实验原理土壤中存在各种各样的酶，它们主要来自于土壤中的微生物。土壤酶是一种生物催化剂，土壤中各种各样的生化过程是在这些酶的参与下完成的。土壤酶活性反映了土壤中进行的各种生物化学过程的动向和强度

19、，对土壤肥力的形成和提高以及对土壤生态系统的物质循环具有重要意义。农药施用后，一部分附着于植物体上，或渗入株体内残留下来，使粮、菜、水果等受到污染；另一部分散落在土壤上（有时则是直接施于土壤中）或蒸发、散逸到空气中，或随雨水及农田排水流入河湖，污染水体和水生生物。农药的残留性是指农药施用后在环境及生物体内残存时间和数量的行为特征，主要取决于农药的降解性能，与农药的物理行为移动性也有一定的关系。农药可通过挥发、扩散、迁移、吸附的降解作用，残留量逐渐降低。农药在土壤环境中残留期的长短，受农药性质、环境条件与施药方式等诸多因素共同影响。二、实验目的通过此实验让学生明白复合污染概念与趋势，复合污染的研

20、究方法，土壤污染的表征手段，实验过程中使学生明白尿酶对土壤指标的意义与土壤尿酶的测定方法，实验结果使学生掌握复合污染对土壤尿酶的影响结果。三、试剂与仪器仪器：紫外可见分光光度计、搅拌器、离心机、离心管、烘箱试剂：柠檬酸、氢氧化钾、乙醇、次氯酸钠、尿素、硫酸铵、甲苯、安替比林、磷酸、二乙酰一肟、异丙醇耗材：50ml离心管、5ml离心管、100ml容量瓶、500ml烧杯、吸水纸、100ml三角烧瓶、250mL三角烧瓶、无水乙醇等四、实验步骤1.溶液配制（1）10%尿素 用电子天平称取10g尿素，溶于少量蒸馏水，将溶液移至100mL容量瓶，用蒸馏水定容至100mL。（2） 柠檬酸盐缓冲夜（pH6.7

21、） 用电子天平分别称取18.4g柠檬酸和14.75g氢氧化钾分别溶于蒸馏水，然后将两溶液合并。合并后用1mol/L氢氧化钠溶液将pH调节到6.7，用水稀释至1000毫升，保存备用。（3）苯酚钠溶液（1.0mol/L）在通风厨内用电子天平称取62.5g苯酚，将苯酚溶于少量乙再加入2ml甲醇和18.5ml丙酮，用乙醇稀释至100ml（A）,存于冰箱中。用电子天平准确称取27g氢氧化钠溶于水，用蒸馏水定容至100ml（B）。将AB溶液保存于冰箱中。使用前将2溶液各20ml混合，用蒸馏水定容至100ml。（4）次氯酸钠溶液 原试剂活性氯含量为10%。 取9ml 原试剂，用水稀释至100ml，此时活性氯

22、的浓度为0.9%,溶液稳定。（5）氮的标准溶液的配制 用电子天平精确称取0.4717g硫酸铵溶于水并稀释至1000ml,得到1ml含有0.1mg氮的标准溶液。2.土样处理2.1取菜地5-10层土壤三份，一份高温灭菌，一份对照，一份加1mg/L草甘膦。2.2称取2.5g土样于50ml带盖塑料管中2.3向塑料管中加入1ml甲苯（以能全部使土样湿润为度），放置15min.2.4再加入5ml10%尿素和10ml柠檬酸缓冲夜（pH6.7），并仔细混合。2.5将塑料管盖去掉，用保鲜膜封口，并将保鲜膜上扎孔，以保证土壤微生物进行有氧呼吸。2.6将塑料管放入37恒温箱中避光培养24h.3.氨氮测定3.1培养结

23、束后，用蒸馏水稀释至刻度，仔细摇荡，将悬液用致密滤纸过滤与三角瓶中。3.2显色：吸取3ml滤液于50ml容量瓶中，加入10ml蒸馏水，充分振荡，放置20min,用水稀释至刻度，则溶液呈现靛酚蓝色。3.31h内（靛酚的蓝色在1h内保持稳定）,在分光光度计上用1cm液槽于578nm处进行比色。五、数据处理氨氮标准曲线稀释倍数氨氮浓度A高温灭菌土样中氨氮浓度稀释倍数A计算氨氮浓度计算氨氮浓度*稀释倍数正常土样中氨氮浓度稀释倍数A计算氨氮浓度计算氨氮浓度*稀释倍数除草剂处理土样中氨氮浓度稀释倍数A计算氨氮浓度计算氨氮浓度*稀释倍数六、思考题1.土壤中氨氮含量反映什么？2.尿酶活性对土壤的意义？实验五液

24、液分配-色谱测定水中农药一、实验原理萃取是指用一种溶剂把溶质从它的一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。为了把两种互不相溶的液体分开，常使用分液漏斗进行分液操作。目的是分离一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性不同的液态混合物。起其用可将液态混合物中某种成分提取出来。二、实验目的通过此实验使学生了解液液分配萃取液体样品中目标化合物的前处理方法的原理，学会液分配萃取萃取方法及注意事项，掌握液相色谱测定有机磷农药的方法。同时了解环境样品中污染物测定的基本步骤等。三、试剂与仪器仪器：液相色谱仪、旋转浓缩仪、抽气泵试剂与耗材：10mL移液管、洗耳球、100mL分液体漏斗、50mL分液体漏斗、乙腈、正己烷、二

25、氯甲烷、氯化钠、四、实验步骤1.溶液配制配制一定浓度的农药水溶液，将农药标准品吸取一定体积，加入500mL的蒸馏水中，配制农药工作液。2.水中农药萃取a关闭分液漏斗下活塞，量取30mL水溶液，从上口介入分液漏斗中，再量取20mL有机溶剂，一并加入，盖好上活塞。b用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开活塞，是漏斗内气体放出。抹上凡士林检漏，关闭下口，从上口加入溶液，盖上盖子，左手握上口部分，右手握旋钮部分，摇匀，下口朝上，旋钮打开放气，重复操作，到合适的时候，挂在分液铁架台上，打开上口，静置，充分沉降后，打开下口，分出下层液，上层液从上口

26、倒出。c将分液漏斗放在铁架台上，静置.d待液体分层后，将分液漏斗颈上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗上的小孔，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体慢慢沿烧杯壁而流下.注意问题：用分液漏斗前，先检查上、下活塞处是否漏水（液），不漏者才能使用分液时，分液漏斗下口尖端要与烧杯内壁接触。分液时，下层液体恰好流尽时，即关闭活塞。分液完毕，上层液体要从分液漏斗上口倒出。3.浓缩将混合在一起的萃取液倾倒入浓缩瓶中，浓缩蒸发掉溶剂，并转移定容至5mL容量瓶中，待测。4.测定将5mL容量瓶中液体以液相色谱测定，根据标准曲线定量分析。五、数据处理水样农药浓度 农药水样取样体积 萃取溶剂种类 萃取溶

27、剂体积 萃取次数 浓缩体积 定容体积 测定峰高 测定峰面积 标准曲线 计算定容后浓度 计算原水样中浓度 加标回收率 六、思考题1.液液分配原理？实验六固相萃取-色谱测定水中农药一、实验原理液液分配（LLE）有许多局限性，例如需要大量不互溶溶剂；样品处理步骤复杂；样品回收率和精密度不理想；处理过程中乳液的形成，和溶剂蒸发时产生的样品损失等等。固相萃取（SPE）主要用于样品分析前的净化或浓缩富集。与传统的液-液萃取相比，由于其采用了高效、高选择性的固定相，能显著减少溶剂用量，简化样品预处理过程，同时所需费用也有所减少，一般来说，固相萃取所需时间为液-液萃取的1/12，费用为液液分配的1/5。固相萃

28、取能用于气相色谱、液相色谱、红外光谱、质谱、核磁、紫外和原子吸收等各种分析方法的样品预处理。正因为固相萃取柱独特的性能，自70年代问世以来，其全球需求量迅速增长。总的来讲，固相萃取法改进了样本制备技术：（1）可批量进行；（2）节省时间；（3）减少溶剂使用和废物产生；（4）多种键合固定相选择性；（5）可富集痕量分析物；（6）可消除乳化现象；（7）易于自动化；（8）回收率高、重现性好。一个固相萃取柱由三部分组成：（l）柱管；（2）烧结垫；（3）固定相。柱管由血清级的聚丙烯制成，一般做成注射器形状。一些厂家也提供玻璃的柱管。柱管下端有一突出的头，此头的尺寸已标准化，可用于各种不同的固相萃取多管真空装

29、置。烧结垫除能固定固定相外，也能起一些过滤作用。聚乙烯是常见的烧结垫材料，对于特殊要求也可采用特氟隆或不锈钢片。固定相是固相萃取柱中最重要的部分。最常见的固相萃取固定相是键合的硅胶材料。一般采用孔径60A不规则形状的40u硅胶微粒作为原材料，然后将各种官能团键合上去。也有一些非硅胶基质的固定相被广泛应用。其一般操作步骤是：液态或溶解后的固态样品倒入活化过的固相萃取柱，然后利用抽真空、加压或离心等方式使样品进入固定相。为了同时处理多个样品，往往需要一个固相萃取柱多管真空装置。一般来说，固相萃取柱将保留所需要的组分和类似的其他组分，并尽量减少不需要的样品组分的保留。弱保留组分的样品可用一溶剂冲洗掉

30、，然后用另一溶剂把感兴趣的分析物从固定相上洗脱下来。另外，也可让感兴趣的组分（分析物）直接通过固定相而不被保留，同时大部分干扰物质被保留在固定相上，从而得到分离。在多数情况下，使分析物得到保留更有利于样品净化。固相萃取柱类型1、 键合相技术（固相分配柱技术）2、 固相吸附柱技术在细的、分散的载体（或固定相）表面涂有一层与流动相互不相溶的固定液或化学键合相，当液体流动相流经固定相时，由于有很大的界面，使分析物和提取物在两相间按分配系数分配。分析物与提取物的分离能力取决于：1、两相间极性的差异。2、物质在两相间的亲和力和溶解度。固定相：涂渍在惰性载体上的液体或化学键合在载体上的各种有机基团。流动相

31、：与固定相互不相溶的液体。流动相中的样品组分在两相间进行平衡分配，由于样品组分在两相中的相对溶解度不同，以不同的速度流出色谱柱而得到分离。选择适宜的固定相和流动相，可对非常广泛样品类型进行分离。目前常用的多为化学键合固定相，是利用化反应的方法，通过化学键把不同极性化合物键合到载体表面。先将硅胶进行酸洗、中和、干燥活化，使其表面保持自由硅醇基，如酯化键合，又如聚合键合固定相：R为十八烷基（-C18），辛烷基（-C8），苯基（C6）或C2等，采用极性强的溶剂做流动相，如水、甲醇、乙腈等。R也可以是CN、苯基等基团，采用极性弱的溶剂为流动相。正相色谱与反相色谱的区别可用下表来说明：固定相的分离选择性

32、决定于可被保留组分的保留强度；所以固定相的选择将取决于分析物质和样品溶剂的性质。分析物的极性与固定相极性非常相似时，可得到分析物的最佳保留，两者极性越相似保留越好，所以要尽量选择极性相似的固定相。正相固定相如CN、Si、NH2都是极性的，用来保留（萃取）极性物质。而C18、C8、C2、PH等都是反相固定相，用来保留（萃取）非极性分析物。当分析物极性适中时，正、反相固定相都可使用。固定相的选择还受样品溶剂强度的制约，弱溶剂会增强分析物在吸咐剂上的保留，样品溶剂强度相对该固定相应该较弱。对于正相和反相来说，组分在固定相上的保留或洗脱直接与溶剂极性有关，溶剂的极性决定溶剂的强度。在洗脱被保留组分时，

33、强溶剂的用量比弱溶剂小。对于正相固定相，溶剂强度随其极性增加而增加。对于反相固定相，溶剂强度随其非极性增加而增加。常用的溶剂有水、甲醇、异丙醇和乙腈，有时也用丙酮和二氯甲烷。二、实验目的通过此实验使学生了解固相萃取样品前处理的原理与方法，学会固相萃取仪的使用方法及注意事项，掌握液相色谱测定邻苯二甲酸酯的方法。同时了解环境样品中污染物测定的基本步骤等。三、试剂与仪器仪器：液相色谱仪、旋转浓缩仪、抽气泵、固相萃取仪、氮吹仪试剂与耗材：10mL移液管、洗耳球、乙腈、正己烷、二氯甲烷、氯化钠、甲醇、氮气四、实验步骤1.溶液配制配制一定浓度的农药水溶液，将农药标准品吸取一定体积，加入500mL的蒸馏水中

34、，配制农药工作液。2. 固相萃取（1）柱子预处理conditioning（固定相活化）（Column solvation/pre-equilibration）活化的目的是创造一个与样品溶剂相容的环境并去除柱内所有杂质。通常需要两种溶剂来完成上述任务，第一个溶剂（初溶剂）用于净化固定相，另一个溶剂（终溶剂）用于建立一个合适的固定相环境使样品分析物得到适当的保留。每一活化溶剂用量约为12ml/100mg固定相。终溶剂不应强于样品溶剂，若使用太强的溶剂，将降低回收率。通常采用一个弱于样品溶液的溶剂不会有什么问题。值得注意的是，在活化的过程中和结束时，固定相都不能抽干，因为这将导致填料床出现裂缝，从而

35、得到低的回收率和重现性，样品也没得到应有的净化。如果在活化步骤中出现干裂，所有活化步骤都得重复。（2）上样load sample（Apply sample）上样步骤指样品加入到固相萃取柱并迫使样品溶剂通过固定相的过程，这时分析物和一批样品干扰物保留在固定相上。为了保留分析物，溶解样品的溶剂必须较弱。如果溶剂太强，分析物将不被保留，结果回收率将会很低，这一现象叫穿漏（breakthrough）。尽可能使用最弱的样品溶剂，可以使溶质得到最强的保留或者说最窄的谱带。只要不出现穿漏，允许采用大体积的上样量（0.51L）。有时候固体样品必须用一个很强的溶剂进行萃取，这样的萃取液是不能直接上样的。所以萃取

36、液要用一个弱溶剂稀释以得到一个合适的溶剂总强度进行上样。例如一个土壤样品，采用50%甲醇萃取，得到2ml萃取液，用8ml水稀释，得到10%的甲醇溶液，这样就可以直接上反相固相萃取柱而不存在穿漏问题。（3）淋洗Rinse（Interference elution）分析物得到保留后，通常需要淋洗固定相以洗掉不需要的样品组分，淋洗溶剂的洗脱强度是略强于或等于上样溶剂。淋洗溶剂必须尽量地弱以洗调尽量多的干扰组分，但不能强到可以洗脱任何一个分析物的程度。溶剂体积可为0.50.8ml/100mg 固定相。淋洗时不宜使用太强溶剂，太强溶剂会将强保留杂质洗下来。使用太弱溶剂，会使淋洗体积加大。可改为强、弱溶剂

37、混用；但混用或前后使用的溶剂必须互溶。（4）洗脱Analyte Elution淋洗过后，将分析物从固定相上洗脱，洗脱溶剂用量一般为0.50.8ml/100mg固定相。而溶剂必须进行认真选择，溶剂太强，一些更强保留的不必要组分将被洗出来；溶剂太弱就需要更多的洗脱液来洗出。3.测定将5mL容量瓶中液体以液相色谱测定，根据标准曲线定量分析。五、数据处理水样农药浓度 农药水样取样体积 萃取柱种类 萃取柱大小 洗涤溶剂种类 洗涤溶剂体积 洗脱溶剂种类 洗脱溶剂体积 浓缩体积 定容体积 测定峰高 测定峰面积 标准曲线 计算定容后浓度 计算原水样中浓度 加标回收率 六、注意事项：1.在活化及萃取过程中，不要

38、让萃取柱变干，柱床始终保持湿润。2.固相萃取上样时速度不宜过快，防止待测组分来不及与填料充分作用就从通道流失。3.固相萃取柱最好只用一次。因为从严格的意义上来说，很多物质的吸附是不可逆的，一次吸附，无法洗脱，若重复使用，可能影响下一次吸附。4.高效液相色谱在进样时，为保证进样准确，进样时必须多取一些溶液，使溶液完全充满进样环。七、思考题实验依次用10mL甲醇及10mL的纯净水流过淋洗固相萃取小柱，上样后又依次用15%甲醇、纯甲醇流过小柱，请解释各溶剂的作用？实验七薄层板制备与分离应用一、薄层层析的基本原理把吸附剂（固定相）均匀地铺在一块玻璃板上，将待分离的样品溶液点加在一薄层板的一端，在密闭的

39、容器中用适当的溶剂（流动相）展开，由于吸附剂对不同物质的吸附力大小不同及溶剂对不同物质溶解分配系数不同，当溶剂流过时，各物质在吸附剂和溶剂之间发生连续不断地吸附，解吸附，再吸附，再解吸附。不易被吸附或易被溶剂溶解的物质相对移动得快一些。经过一段时间的展开，不同的物质被彼此分开，最后形成相互分离的斑点。将展开完毕的薄层板从密闭容器中取出后，应用特定的试药或方法将斑点显色，从而达到定性和定量的目的。二、目的要求通过实验进一步理解薄层色谱技术理论，熟悉掌握薄层色谱板的制备和使用方法。三、实验仪器1薄层涂布器2微量注射器3薄层点样尺架4薄层板展开缸5吸引器6喷瓶7烘烤箱四、薄层板的制备1玻璃板用一块玻

40、璃板涂上很薄的吸附剂，如硅胶或氧化铝等，玻璃板要求薄厚一致，大小相同，表面光滑平整，一般玻璃只要合乎这些要求就可。如果找不到平整均一的，将旧光学照像底片截成同样大小也可以。用前先将玻璃用肥皂和水洗干净，必要时浸泡在清洗液中，然后水洗烤干，用纱布擦光。玻璃板大小有各种规格，一般有2020、2010、205厘米，也有更小的，可根据需要自行设计。宽度要求至少能点开两三个样品，每两点之间相隔至少1.5厘米，玻板长度一般要满足展开10厘米的距离。点样的起点应距底边至少1.5厘米的距离。2吸附剂应用最广泛的为硅胶和氧化铝，市场上有专供薄层色谱用的吸附剂，规格分不含粘合剂的硅胶H，氧化铝H和含有粘合剂熟石膏

41、的硅胶G，氧化铝G，如市售硅胶G含13熟石膏，氧化铝分中性、酸性、碱性三种。吸附剂的粒度范围最好在180200目之间，太小了流速慢，太大则影响分离效果。如不合要求，应过筛。3薄层板的涂布最简单的涂布方法是用两条比玻璃板厚025毫米的玻璃条或有机玻璃条（或在同样厚度的玻璃条下粘一层胶布），将玻璃板夹住，把调好的吸附剂浆液平铺在薄层板上，然后用一有机玻璃条或直尺，迅速均匀地向前推进，就象推血片一样，只要推进的速度均匀一致，即可得到薄厚均匀的薄层板，如在一块玻璃板末端再接一块相同的玻璃板，把剩余的装液接过去，可使涂层边缘整齐，厚度一致，吸附剂浆液的加水量和搅拌时间是涂布成败的关键，像128平方厘米的

42、玻璃板需要23克硅胶G，加46毫升水即可，只要技术熟练即能涂成厚薄一致，光滑平整的一块薄层板。不同性质不同批号的吸附剂，加水量和搅拌时间有时可有差异，应根据情况摸出规律。为了达到涂布的各板厚度均匀一致，最好采用涂布器进行薄层的涂布。为了增加薄层的牢固性及易于保存，可在涂布过程中加入某些粘合剂以增加薄层的硬度。一般采用添加剂羧甲基纤维素钠（CMCNa），应用方法是取CMC-Na1克溶于100毫升水中，加热煮沸溶解，按比例与硅胶搅匀，铺板。涂成之后先把玻板放在平面上，室内干固，再对光检查，看是不是均匀，有无气泡，平整光洁度如何，合格的上烤箱110加热30分钟进行活化，冷却后贮于干燥器内备用。在进行

43、实验时，应尽量可能采用同批号涂布活化的薄层板，以减少因活化不一致引起的Rf值发生差异，目前国内市场已有成品供应，如黄岩化学分析材料厂即有各种类型的薄层板出售。五、薄层板的使用1点样将样品溶于适当的溶剂中（应尽量避免有水），取微量注射器或玻璃毛细管截齐后，吸取一定量的检样，轻轻接触到薄层上，使样品自动吸到薄层上，点的直径不要超过0.3厘米，一次不能点完，待干后再点，稍有过分就会损伤板面，影响展开后的斑点形状。每两个样点之间相距至少1.5厘米。点样的起点距薄板底边至少1.5厘米，以免样点浸入展开溶剂中，同块薄板上各样点应保持在与底边平行的一条直线上，为控制好点样距离，应用薄层点样尺架。2展开根据薄层板大小，自行选用适当玻璃标本缸，长方形，如17106厘米的标本缸可容纳下159厘米的玻璃板。采用较大的玻璃缸和玻璃板时，在缸内沿周围缸壁衬一层预先浸有溶剂的滤纸，以便缸内展开溶剂易达到饱和，防止边缘效应（即两边缘的点走得快）和同一物质Rf值不一致现象。一般将薄层板斜置展开容器内，密闭。先不使溶剂浸湿薄层板，饱和1015分钟后再进行展开，展开溶剂沿着薄层板向上移动。对加粘合剂的涂板可以近于垂直的状态进行展开，而对未加粘合剂的薄层板则必须以倾斜状态（15度角）进行展开。为了防止产生“边缘效应”和展开溶剂不饱和现象。还可采用夹心式展开容器，其方法是将薄层板的左右两侧各刮去