第十六章试样的采集、制备及分解 试样分析过程一般包括下列步骤:试样的采集和制备、定性检验、试样的分解、干 扰物质的分离和定量测定。分析测定的结果能否为生产、科研提供可靠的分析数据,直 接取决于试样有无代表性,处理过程是否完善,要从大量的被测物质中采取能代表整批 物质的小样,以取得正确的结果,应掌握适当的技术,遵守一定的规则,采用合理的采 样、制备试样和分离检测的方法。 §16-1试样的采集和制备 在实际分析中常需要测定大量物料中某些组分的平均含量,但在实际分析时只能称 取几克、十分之几克甚至更少的样品进行测定。必须使被测样品具有代表性,能代表整 批物料的真实情况。因此在进行分析前必须了解试样的来源,明确分析的目的,作好试 样的采集和制备工作。所谓试样的采集和制备工作是指从大批物料中采集原始试样,再 进一步制备成供分析用的试样。按试样的存在形态可分为气态、固态和液态三种。对不 同形态的不同物料应采用不同的采集和制备方法。 固体试样的采集和制备 固体试样种类繁多经常遇到的有矿石、合金、盐类和土壤等。 (一)矿石试样的采集和制备 在取样时根据堆放情况,从不同的部位和深度选取多个取样点。采取的份数越多越 有代表性。但是取用量过大,处理非常麻烦。一般取样量是根据采样公式:Q=Kd° 计算。式中:Q—试样最低重量(公斤);K一经验常数(0.02-1之间);d—试样中最大 颗粒的直径(毫米)a经验常数(地质部门规定取a=2)。 实例:欲采铁矿试样,若矿石最大粒度为直径20毫米,K值为0.08,应取矿石的 最少量为多少? 解:根据题意已知:直径=20毫米,K=0.08 代入公式Q=Kad2得:Q=008×202=24(公斤) 显然,这样取得的试样组成很不均匀,数量又太多
第十六章 试样的采集、制备及分解 试样分析过程一般包括下列步骤：试样的采集和制备、定性检验、试样的分解、干 扰物质的分离和定量测定。分析测定的结果能否为生产、科研提供可靠的分析数据，直 接取决于试样有无代表性，处理过程是否完善，要从大量的被测物质中采取能代表整批 物质的小样，以取得正确的结果，应掌握适当的技术，遵守一定的规则，采用合理的采 样、制备试样和分离检测的方法。 §16-1 试样的采集和制备 在实际分析中常需要测定大量物料中某些组分的平均含量，但在实际分析时只能称 取几克、十分之几克甚至更少的样品进行测定。必须使被测样品具有代表性，能代表整 批物料的真实情况。因此在进行分析前必须了解试样的来源，明确分析的目的，作好试 样的采集和制备工作。所谓试样的采集和制备工作是指从大批物料中采集原始试样，再 进一步制备成供分析用的试样。按试样的存在形态可分为气态、固态和液态三种。对不 同形态的不同物料应采用不同的采集和制备方法。 一、固体试样的采集和制备 固体试样种类繁多经常遇到的有矿石、合金、盐类和土壤等。 （一）矿石试样的采集和制备 在取样时根据堆放情况，从不同的部位和深度选取多个取样点。采取的份数越多越 有代表性。但是取用量过大，处理非常麻烦。一般取样量是根据采样公式： a Q Kd = 计算。式中：Q—试样最低重量（公斤）；K—经验常数（0.02-1 之间）；d—试样中最大 颗粒的直径（毫米）a—经验常数（地质部门规定取 a=2）。 实例：欲采铁矿试样，若矿石最大粒度为直径 20 毫米， K 值为 0.08，应取矿石的 最少量为多少？ 解：根据题意已知：直径=20 毫米， K=0.08 代入公式 2 Q Kd = 得：Q =0.08 202=24（公斤） 显然，这样取得的试样组成很不均匀，数量又太多
为确保有代表性,所取的原始试样不仅量远远大于最低重量,而且颗粒不均匀,不 适合作分析用,必须进一步制备成量少、颗粒高度均匀的分析试样。制备试样的方法主 要有:破碎、过筛、混匀和缩分四个步骤。缩分方法常用“四分法”,具体操作为:先把 经过粉碎之后的试样混匀,堆成圆锥形,然后略压平,通过中心分为四等份,把任意相 对的两份弃取,其余两份收集在一起混匀。这样为缩分一次。可连续进行缩分直至所剩 试样略大于或等于采取试样的最低重量为止。然后再进行粉碎、缩分,最后制备成 100200克左右的分析试样,装入瓶中、贴上标签供分析用。 (二)金属和金属制品试样的采集和制备 由于金属经过高温熔炼组成比较均匀。对片状或丝状试样可剪取一部分分析;对于块状 固体金属如钢锭和铸铁,由于表面与内部的凝固时间不同,铁和杂质的凝固温度也不 样,表面和内部组成是不很均匀的,应用电钻在不同部位、不同深度钻孔,取碎屑混合 均匀,取适当量作为试样。 (三)生物样品的采集与制备 1.植物样品的采集和制备 (1)采样的一般原则有以下几点 ①代表性:选择一定数量的能代表大多数情况的植物株作为样品,采集时,不要选 择田埂、地边及离田埂地边2m范围以内的样品 ②典型性:采样部位要能反应所要了解的情况,不能将植株各部位任意混合。 ③适时性:根据研究需要,在植物不同生长发育阶段,定期采样,以便了解污染物 的影响情况。 (2)采样量:将样品处理后能满足分析之用。一般要求样品干重1kg,如用新鲜样品 以含水80%~90%计,则需5kg (3)采样方法:常以梅花形布点或在小区平行前进以交叉间隔方式布点,采5~10个 试样混合成一个代表样品,按要求采集植株的根、茎、叶、果等不同部位,采集根部时, 尽量保持根部的完整。用清水洗四次,不准浸泡,洗后用纱布擦干,水生植物应全株采 集 (4)样品制备的方法有 ①新鲜样品的制备:测定植物中易变化的酚、氰、亚硝酸等污染物,以及瓜果蔬菜 样品,宜用鲜样分析。其制备方法:样品经洗净擦干,切碎混匀后,称取100g放入电 动捣碎机的捣碎杯中,加同量蒸馏水,打碎1~2分钟,使成浆状。含纤维较多的样品
为确保有代表性，所取的原始试样不仅量远远大于最低重量，而且颗粒不均匀，不 适合作分析用，必须进一步制备成量少、颗粒高度均匀的分析试样。制备试样的方法主 要有：破碎、过筛、混匀和缩分四个步骤。缩分方法常用“四分法”，具体操作为：先把 经过粉碎之后的试样混匀，堆成圆锥形，然后略压平，通过中心分为四等份，把任意相 对的两份弃取，其余两份收集在一起混匀。这样为缩分一次。可连续进行缩分直至所剩 试样略大于或等于采取试样的最低重量为止。然后再进行粉碎、缩分，最后制备成 100—200 克左右的分析试样，装入瓶中、贴上标签供分析用。 （二）金属和金属制品试样的采集和制备 由于金属经过高温熔炼组成比较均匀。对片状或丝状试样可剪取一部分分析；对于块状 固体金属如钢锭和铸铁，由于表面与内部的凝固时间不同，铁和杂质的凝固温度也不一 样，表面和内部组成是不很均匀的，应用电钻在不同部位、不同深度钻孔，取碎屑混合 均匀，取适当量作为试样。 （三）生物样品的采集与制备 1．植物样品的采集和制备 (1)采样的一般原则有以下几点： ①代表性：选择一定数量的能代表大多数情况的植物株作为样品，采集时，不要选 择田埂、地边及离田埂地边 2m 范围以内的样品。 ②典型性：采样部位要能反应所要了解的情况，不能将植株各部位任意混合。 ③适时性：根据研究需要，在植物不同生长发育阶段，定期采样，以便了解污染物 的影响情况。 (2)采样量：将样品处理后能满足分析之用。一般要求样品干重 1kg，如用新鲜样品， 以含水 80%～90%计，则需 5kg。 (3)采样方法：常以梅花形布点或在小区平行前进以交叉间隔方式布点，采 5～10 个 试样混合成一个代表样品，按要求采集植株的根、茎、叶、果等不同部位，采集根部时， 尽量保持根部的完整。用清水洗四次，不准浸泡，洗后用纱布擦干，水生植物应全株采 集。 (4)样品制备的方法有： ①新鲜样品的制备：测定植物中易变化的酚、氰、亚硝酸等污染物，以及瓜果蔬菜 样品，宜用鲜样分析。其制备方法：样品经洗净擦干，切碎混匀后，称取 100g 放入电 动捣碎机的捣碎杯中，加同量蒸馏水，打碎 1～2 分钟，使成浆状。含纤维较多的样品
可用不锈钢刀或剪刀切成小碎块混匀供分析用。 ②风干样品的制备:用干样分析的样品,应尽快洗净风干或放在40~60℃鼓风干燥 箱中烘干,以免发霉腐烂。样品干燥后,去除灰尘杂物,将其剪碎,电动磨碎机粉碎和 过筛(通过lmm或025mm的筛孔),处理后的样品储存在磨口玻璃广口瓶中备用。 2.动物样品的收集和制备 (1)血液:用注射器抽一定量血液,有时加入抗凝剂(如二溴酸盐),摇匀后即可。 (2)毛发:采样后,用中性洗涤剂处理,去离子水冲洗,再用乙醚或丙酮等洗涤,在 室温下充分干燥后装瓶备用。 (3)肉类:将待测部分放在搅拌器搅拌均匀,然后取一定的匀浆作为分析用。若测定 有杋污染物,样品要磨碎,并用有机溶剂浸取,若分析无机物,则样品需进行灰化,并 溶解无机残渣,供分析用。 (四)土壤试样的采集和制备 1.污染土壤样品的采集 (1)样点的布设:由于土壤本身分布不均匀,应多点采样并均匀混合成为具有代表 性土壤样品。在同一采样分析单位里,如面积不太大,在1000~1500平方米以内,可 在不同方位上选择5~10个具有代表性的采样点,点的分布应尽量照顾土壤的全面情况, 不可太集中,也不能选在采样区的边或某特殊的点(如堆肥旁)等。 (2)采样的深度:如果只是一般了解土壤污染情况,采样深度只需取15厘米左右的 耕层土壤和耕层以下15~20厘米的土样,如果要了解土壤污染深度,则应按土壤剖面 层分层取样。 (3)采样量:由于测定所需的土样是多点混合而成的,取样量往往较大,而实际供分 析的土样不需要太多。具体需要量视分析项目而定,一般要求1公斤。因此,对多点采 集的土壤,可反复按四分法缩分,最后留下所需的土样量。 2.土壤本底值测定的样品采集 样点选择应包括主要类型土壤,并远离污染源,同一类型土壤应有3~5个以上的 采样点。其次,要注意与污染土壤采样不同之处是同一点并不强调采集多点混合样,而 是选取植物发育典型具代表性的土壤样品。采集深度为一米以内的表土和心土。 3.土壤样品的制备 (1)土样的风干:除了测定挥发性的酚,氰化物等不稳定组分需要用新鲜土样外,多 数项目的样品需经风干,风干后的样品容易混合均匀。风干的方法是将采得的土样全部
可用不锈钢刀或剪刀切成小碎块混匀供分析用。 ②风干样品的制备：用干样分析的样品，应尽快洗净风干或放在 40～60℃鼓风干燥 箱中烘干，以免发霉腐烂。样品干燥后，去除灰尘杂物，将其剪碎，电动磨碎机粉碎和 过筛（通过 1mm 或 0.25mm 的筛孔），处理后的样品储存在磨口玻璃广口瓶中备用。 2．动物样品的收集和制备 (1)血液：用注射器抽一定量血液，有时加入抗凝剂（如二溴酸盐），摇匀后即可。 (2)毛发：采样后，用中性洗涤剂处理，去离子水冲洗，再用乙醚或丙酮等洗涤，在 室温下充分干燥后装瓶备用。 (3)肉类：将待测部分放在搅拌器搅拌均匀，然后取一定的匀浆作为分析用。若测定 有机污染物，样品要磨碎，并用有机溶剂浸取，若分析无机物，则样品需进行灰化，并 溶解无机残渣，供分析用。 （四）土壤试样的采集和制备 1．污染土壤样品的采集 (1)采样点的布设：由于土壤本身分布不均匀，应多点采样并均匀混合成为具有代表 性土壤样品。在同一采样分析单位里，如面积不太大，在 1000～1500 平方米以内，可 在不同方位上选择5～10个具有代表性的采样点，点的分布应尽量照顾土壤的全面情况， 不可太集中，也不能选在采样区的边或某特殊的点（如堆肥旁）等。 (2)采样的深度：如果只是一般了解土壤污染情况，采样深度只需取 15 厘米左右的 耕层土壤和耕层以下 15～20 厘米的土样，如果要了解土壤污染深度，则应按土壤剖面 层分层取样。 (3)采样量：由于测定所需的土样是多点混合而成的，取样量往往较大，而实际供分 析的土样不需要太多。具体需要量视分析项目而定，一般要求 1 公斤。因此，对多点采 集的土壤，可反复按四分法缩分，最后留下所需的土样量。 2．土壤本底值测定的样品采集 样点选择应包括主要类型土壤，并远离污染源，同一类型土壤应有 3～5 个以上的 采样点。其次，要注意与污染土壤采样不同之处是同一点并不强调采集多点混合样，而 是选取植物发育典型具代表性的土壤样品。采集深度为一米以内的表土和心土。 3．土壤样品的制备 (1)土样的风干：除了测定挥发性的酚，氰化物等不稳定组分需要用新鲜土样外，多 数项目的样品需经风干，风干后的样品容易混合均匀。风干的方法是将采得的土样全部
倒在塑料薄膜上,压碎土块,除去植物根茎,叶等杂物,铺成薄层,在室温下经常翻动 充分风干。要防止阳光直射和灰尘落入。 (2)磨碎与过筛:风干后的土样,用有机玻璃棒碾碎后,通过2mm孔径尼龙筛,以 除去砂砾和生物残体。筛下样品反复按四份法缩分,留下足够供分析用的数量,再用玛 瑙研钵磨细,通过100目尼龙筛,混匀装瓶备用。制备样品时,必须避免样品受污染ε (五)其他固体试样的采集与制备 对制成的产品或商品,可按不同批号分别进行,对同一批号的产品,采样次数可按 下式决定 S=√N/2 式中,N代表被测物的数目(件、袋、包、箱等),取好后,充分混匀即可。 、液体和气体试样的采集与制备 (一)水样的采集与制备 水样比较均匀,在不同深度分别取样即可,粘稠或含有固体的悬浮液或非均匀液体, 应充分搅匀,以保证所取样品具有代表性。 采集水管中或有泵水井中的水样时,取样前需将水龙头或泵打开,先放10~15min 的水再取。采取池、江、河中的水样,因视其宽度和深度采用不同的方法采集,对于宽 度窄、水浅的水域,可用单点布设法,采表层水分析即可。对宽度大,水深的水域,可 用断面布设法,采表层水、中层水和底层水供分析用。但对静止的水域,应采不同深度 的水样进行分析。采样的方法是将干净的空瓶盖上塞子,塞子上系一根绳,瓶底系一铁 砣或石头,沉入离水面一定深处,然后拉绳拔塞让水灌满瓶后取出。如此方法在不同深 度取几份水样混合后,作为分析试样 (二)气体样品的采集和制备 1.气样的采集 气样的采集主要用抽气法: ①吸收液:主要吸收气态和蒸汽态物质。常用的吸收液有:水、水溶液,有机溶剂。 吸收液的选择依据被测物质的性质及所用分析方法而定。但是,吸收液必须与被测物质 发生的作用快,吸收率高,同时便于以后分析步骤的操作。 ②固体吸附剂:有颗粒状吸附剂和纤维状吸附剂两种。前者有硅胶、素陶瓷等,后
倒在塑料薄膜上，压碎土块，除去植物根茎，叶等杂物，铺成薄层，在室温下经常翻动， 充分风干。要防止阳光直射和灰尘落入。 (2)磨碎与过筛：风干后的土样，用有机玻璃棒碾碎后，通过 2mm 孔径尼龙筛，以 除去砂砾和生物残体。筛下样品反复按四份法缩分，留下足够供分析用的数量，再用玛 瑙研钵磨细，通过 100 目尼龙筛，混匀装瓶备用。制备样品时，必须避免样品受污染。 （五） 其他固体试样的采集与制备 对制成的产品或商品，可按不同批号分别进行，对同一批号的产品，采样次数可按 下式决定： S = N / 2 式中，N 代表被测物的数目（件、袋、包、箱等），取好后，充分混匀即可。 二、液体和气体试样的采集与制备 （一）水样的采集与制备 水样比较均匀，在不同深度分别取样即可，粘稠或含有固体的悬浮液或非均匀液体， 应充分搅匀，以保证所取样品具有代表性。 采集水管中或有泵水井中的水样时，取样前需将水龙头或泵打开，先放 10～15min 的水再取。采取池、江、河中的水样，因视其宽度和深度采用不同的方法采集，对于宽 度窄、水浅的水域，可用单点布设法，采表层水分析即可。对宽度大，水深的水域，可 用断面布设法，采表层水、中层水和底层水供分析用。但对静止的水域，应采不同深度 的水样进行分析。采样的方法是将干净的空瓶盖上塞子，塞子上系一根绳，瓶底系一铁 砣或石头，沉入离水面一定深处，然后拉绳拔塞让水灌满瓶后取出。如此方法在不同深 度取几份水样混合后，作为分析试样。 （二）气体样品的采集和制备 1．气样的采集 气样的采集主要用抽气法： ①吸收液：主要吸收气态和蒸汽态物质。常用的吸收液有：水、水溶液，有机溶剂。 吸收液的选择依据被测物质的性质及所用分析方法而定。但是，吸收液必须与被测物质 发生的作用快，吸收率高，同时便于以后分析步骤的操作。 ②固体吸附剂：有颗粒状吸附剂和纤维状吸附剂两种。前者有硅胶、素陶瓷等，后
者有滤纸、滤膜、脱脂棉、玻璃棉等。吸附作用主要是物理性阻留,用于采集气溶胶。 硅胶常用的是粗孔及中孔硅胶,这两种硅胶均有物理和化学吸附作用。素陶瓷需用酸或 碱除去杂质,并在110~120℃烘干,由于素陶瓷并非多孔性物质,仅能在粗糙表面上吸 附,所以采样后洗脱比较容易。采用的滤纸及滤膜要求质密而均匀,否则采样效率降低 ③真空瓶法:当气体中被测物质浓度较高,或测定方法的灵敏度较高,或当被测物 质不易被吸收液吸收,而且用固体吸附剂采样有困难时,可用此方法采样。将不大于IL 的具有活塞的玻璃瓶抽空,在采样地点打开活塞,被测空气立即充满瓶中,然后往瓶中 加入吸收液,使其有较长的接触时间以利吸收被测物质,然后进行化学测定。 ④置换法:采取小量空气样品时,将采样器(如采样瓶、采样管)连接在一抽气泵 上,使通过比采样器体积大6~10倍的空气,以便将采样器中原有的空气完全置换出来 也可将不与被测物质起反应的液体如水、食盐水注满采样器,采样时放掉液体、被测空 气即充满采样器中。 ⑤静电沉降法:此法常用于气溶胶状物质的采样。空气样品通过1200~20000伏 电压的电场,在电场中气体分子电离所产生的离子附着在气溶胶粒子上,使粒子负带电 荷,此带电荷的粒子在电场的作用下就沉降到收集电极上,将收集电极表面沉降的物质 洗下,即可进行分析。此法采样效率高、速度快,但在有易爆炸性气体、蒸气或粉尘存 在时不能使用 2.采样原则 (1)样效率:在采样过程中,要得到高的采样效率,必须采用合适的收集器及吸附 剂,确定适当的抽气速度,以保证空气中的被测物质能完全地进入收集器中,被吸收或 阻留下来,同时又便于下一步的分离测定。 (2)屎样点的选择:根据测定的目的选择采样点,同时应考虑到工艺流程,生产情况, 被测物质的理化性质和排放情况,以及当时的气象条件等因素。 每一个采样点必须同时平行采集两个样品,测定结果之差不得超过20%,记录采样 时的温度和压力。如果生产过程是连续性的,可分别在几个不同地点,不同时间进行采 样。如果生产是间断性的,可在被测物质产生前、产生后以及产生的当时,分别测定。 (三)注意事项 在采取液体或固体试样时为防止混入杂质,影响测定结果,必须先把容器及管路洗 干净,再用要采取的液体或气体冲洗数次或使之干燥然后取样
者有滤纸、滤膜、脱脂棉、玻璃棉等。吸附作用主要是物理性阻留，用于采集气溶胶。 硅胶常用的是粗孔及中孔硅胶，这两种硅胶均有物理和化学吸附作用。素陶瓷需用酸或 碱除去杂质，并在 110～120℃烘干，由于素陶瓷并非多孔性物质，仅能在粗糙表面上吸 附，所以采样后洗脱比较容易。采用的滤纸及滤膜要求质密而均匀，否则采样效率降低。 ③真空瓶法：当气体中被测物质浓度较高，或测定方法的灵敏度较高，或当被测物 质不易被吸收液吸收，而且用固体吸附剂采样有困难时，可用此方法采样。将不大于 1L 的具有活塞的玻璃瓶抽空，在采样地点打开活塞，被测空气立即充满瓶中，然后往瓶中 加入吸收液，使其有较长的接触时间以利吸收被测物质，然后进行化学测定。 ④置换法：采取小量空气样品时，将采样器（如采样瓶、采样管）连接在一抽气泵 上，使通过比采样器体积大 6～10 倍的空气，以便将采样器中原有的空气完全置换出来。 也可将不与被测物质起反应的液体如水、食盐水注满采样器，采样时放掉液体、被测空 气即充满采样器中。 ⑤静电沉降法：此法常用于气溶胶状物质的采样。空气样品通过 12000～20000 伏 电压的电场，在电场中气体分子电离所产生的离子附着在气溶胶粒子上，使粒子负带电 荷，此带电荷的粒子在电场的作用下就沉降到收集电极上，将收集电极表面沉降的物质 洗下，即可进行分析。此法采样效率高、速度快，但在有易爆炸性气体、蒸气或粉尘存 在时不能使用。 2．采样原则 (1)采样效率：在采样过程中，要得到高的采样效率，必须采用合适的收集器及吸附 剂，确定适当的抽气速度，以保证空气中的被测物质能完全地进入收集器中，被吸收或 阻留下来，同时又便于下一步的分离测定。 (2)采样点的选择: 根据测定的目的选择采样点，同时应考虑到工艺流程，生产情况， 被测物质的理化性质和排放情况，以及当时的气象条件等因素。 每一个采样点必须同时平行采集两个样品，测定结果之差不得超过 20%，记录采样 时的温度和压力。如果生产过程是连续性的，可分别在几个不同地点，不同时间进行采 样。如果生产是间断性的，可在被测物质产生前、产生后以及产生的当时，分别测定。 （三）注意事项 在采取液体或固体试样时为防止混入杂质，影响测定结果，必须先把容器及管路洗 干净，再用要采取的液体或气体冲洗数次或使之干燥然后取样