【正文】 環(huán)境儀器分析 第一章 概述 第二章 原子吸收分光光度法 第三章 原子熒光光譜法 第四章 熒光及磷光光譜法 第五章 化學(xué)發(fā)光監(jiān)測(cè)技術(shù) 第六章 色譜分析法理論基礎(chǔ) 第七章 氣相色譜分析法 第八章 高效液相色譜分析法 第一章 概 述 環(huán)境監(jiān)測(cè)新技術(shù)開發(fā) 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀與對(duì)策 環(huán)境監(jiān)測(cè)的 內(nèi)容 與 類型 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)意義和作用 167。 1 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)意義和作用 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)意義 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是環(huán)境污染控制的眼睛，是環(huán)境管理的“ 耳目 ” 和 “ 哨兵 ” ，是研究環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)的重要手段，是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)。 ※ 環(huán)境監(jiān)測(cè)為環(huán)境管理服務(wù)要求遵循一定的原則 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用 及時(shí)準(zhǔn)確、全面地反映環(huán)境質(zhì)量和污染源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為環(huán)境管理、規(guī)劃和污染防治提供依據(jù)。 ※ 當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本任務(wù) 當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本任務(wù)： ? 為實(shí)施強(qiáng)化環(huán)境管理的八項(xiàng)制度做好技術(shù)監(jiān)督和技 術(shù)支持工作 。 ?強(qiáng)化污染源監(jiān)督監(jiān)測(cè)工作 。 ?切實(shí)加強(qiáng)全國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè) ， 完善環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)體系 。 ?加速以報(bào)告制度為核心的信息管理與傳遞系統(tǒng)建設(shè) 。 ?鞏固檢測(cè)隊(duì)伍 ， 提高監(jiān)測(cè)技術(shù)水平 。 ?進(jìn)一步完善監(jiān)測(cè)技術(shù)質(zhì)量保證體系 。 ? 堅(jiān)持科技領(lǐng)先，做好監(jiān)測(cè)科研，全面提高監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量。 環(huán)境監(jiān)測(cè)為環(huán)境管理服務(wù)應(yīng)遵循的原則： ① 及時(shí)性 ： 解決及時(shí)性：一是建立一個(gè)高效能的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò) ， 理順環(huán)境監(jiān)測(cè)的組織關(guān)系；二是建立完善的數(shù)據(jù)報(bào)告制度 ， 有一個(gè)十分流暢的信息通道 ， 做到縱橫有序 ， 傳遞自如；三是有一個(gè)能滿足管理要求的數(shù)據(jù)加工處理能力；四是有一個(gè)規(guī)范化的監(jiān)測(cè)成果表達(dá)形式 。 ② 針對(duì)性： 即著重抓好環(huán)境要素和污染源監(jiān)視性監(jiān)測(cè) 。 ③ 準(zhǔn)確性： 一是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 ， 二是結(jié)論準(zhǔn)確 。 ④ 科學(xué)性 ： 一是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和資料的科學(xué)性 ， 二是綜合分析數(shù)據(jù)資料方法的科學(xué)性 ， 三是關(guān)于環(huán)境問題結(jié)論的科學(xué)性 。 Back 167。 2 環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容與類型 ： 以監(jiān)測(cè)的介質(zhì)（或環(huán)境要素）為對(duì)象 ,分為：空氣污染監(jiān)測(cè)，水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)，土壤、固棄物，生物，生態(tài)，噪聲震動(dòng)，放射性，電磁輻射監(jiān)測(cè)等。 ※ 選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)遵循如下原則： ① 對(duì)污染物的自然性 、 化學(xué)活性 、 毒性 、 擴(kuò)散性 、 持久性 、 生物可分解性和積累性等全面分析 ， 從中選出影響面廣 、 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) ， 不易或不能被微生物所分解而且能使動(dòng)植物發(fā)生病變的物質(zhì)作為日常例行的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 。 對(duì)某些有特殊目的或特殊情況的監(jiān)測(cè)工作 ， 則要根據(jù)具體情況和需要選擇要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目 。 ② 需要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目 ， 必須有可靠的檢測(cè)手段 。 ③ 監(jiān)測(cè)結(jié)果所得數(shù)據(jù) ， 要有可比較的標(biāo)準(zhǔn)或能做出正確的解釋和判斷 。 常規(guī)或例行監(jiān)測(cè) ⑴ 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè) （ 空氣 、 水 、 噪聲 ） ⑵ 污染源監(jiān)督監(jiān)測(cè) 特定目的性監(jiān)測(cè) 又叫應(yīng)急監(jiān)測(cè)或特例監(jiān)測(cè) ⑴ 污染事故監(jiān)測(cè)； ⑵ 糾紛仲裁監(jiān)測(cè)； ⑶ 考核驗(yàn)證監(jiān)測(cè)； ⑷ 咨詢服務(wù)監(jiān)測(cè) 研究性監(jiān)測(cè) 屬于高層次 、 高水平 ， 技術(shù)比較復(fù)雜的一種監(jiān)測(cè) 。 包括： ⑴ 標(biāo)法研制監(jiān)測(cè)； ⑵ 污染規(guī)律研究檢測(cè)； ⑶ 背景調(diào)查監(jiān)測(cè)； ⑷ 綜評(píng)研究監(jiān)測(cè) Back 167。 3 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀與對(duì)策 建立監(jiān)測(cè)方法體系，確立監(jiān)測(cè)技術(shù)能力 首先是通過分析方法的研究 ， 篩選出能在全國(guó)推廣的較成熟和先進(jìn)的方法；將選出的方法經(jīng)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證 ， 形成統(tǒng)一的方法 。 分析方法的研究和篩選原則是： ⑴ 應(yīng)有良好的準(zhǔn)確性 、 精密性； ⑵ 應(yīng)有良好的靈敏度； ⑶ 方法所用儀器 、 試劑易得 ， 便于推廣； ⑷ 要盡量采用國(guó)內(nèi)外新技術(shù) 、 新方法 。 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備管理 、 完善儀器設(shè)備配置 開展監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證 、 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn) 建立環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證體系；開展計(jì)量認(rèn)證工作；加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)與考核；不斷提高科學(xué)監(jiān)測(cè)水平； 完善監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò) 、 實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)絡(luò)化管理 。 Back 第二章 原子吸收分光光度法 ? 基本原理 ? 原子吸收分光光度計(jì) ? 測(cè)定條件的選擇 ? 定量分析方法 ? 靈敏度及檢出極限 ? 原子吸收光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 第三章 原子熒光光譜法 ? 概述 ? 原理 ? 原子熒光光譜儀 ? 定量分析方法及應(yīng)用 第四章 熒光及磷光光譜法 ? 原理 ? 熒光光譜儀 ? 熒光分析方法 ? 熒光光譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的 應(yīng)用 ? 磷光分析法 第五章 化學(xué)發(fā)光監(jiān)測(cè)技術(shù) ? 原理 ? 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的 類型 ? 化學(xué)發(fā)光監(jiān)測(cè) 儀器 第六章 色譜分析法理論基礎(chǔ) 色譜法理論基礎(chǔ) ? 色譜法的基本原理、分類及流程 ? 色譜圖及色譜基本參數(shù) ? 色譜法基本理論 分離條件的選擇 ? 色譜柱 ? 擔(dān)體 ? 固定液及配比 ? 柱溫 ? 載氣及流速 ? 進(jìn)樣 第七章 氣相色譜分析法 ? 氣相色譜儀 ? 定性分析法 ? 保留值定性 ? 加已知物增峰法 ? 定量分析法 ? 峰面積的測(cè)量 ? 定量校正因子 ? 定量方法 第八章 高效液相色譜分析法 ? 高效液相色譜儀 ? 高壓輸液系統(tǒng) ? 進(jìn)樣系統(tǒng) ? 色譜柱 ? 檢測(cè)系統(tǒng) ? 附屬系統(tǒng) 第二章 原子吸收分光光度法 原子吸收分光光度法基本原理 ?原子吸收分光光度法是基于空心陰極燈發(fā)射出的待測(cè)元素的特征譜線，通過試樣蒸氣，被蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，由特征譜線被吸收的程度，來測(cè)定試樣中待測(cè)元素含量的方法。 包括以下四點(diǎn) ： (1) 基態(tài)原子的產(chǎn)生 在進(jìn)行原子吸收分析時(shí)，首先應(yīng)使待測(cè)元素由化合物狀態(tài)變成基態(tài)原子，使其原子化。原子化方法有：化學(xué)法、火焰法、電熱法等。 (2) 共振線與吸收線 其核外電子排布處于最低能級(jí)、最穩(wěn)定的原子稱 基態(tài)原子 ?；鶓B(tài)原子的最外層電子因受外界能量激發(fā)而躍遷到較高能級(jí)上，便使原子處于 激發(fā)態(tài) ，處于激發(fā)態(tài)的原子很不穩(wěn)定，在短時(shí)間內(nèi)（約 103s），躍遷到較高能級(jí)的電子又返回到低能級(jí)狀態(tài)，同時(shí)釋放一定的能量。 原子受外界能量激發(fā)，其最外層電子可能躍遷到不同能級(jí)，因而可能有不同的激發(fā)態(tài)。 電子由基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)躍遷吸收譜線稱共振吸收線。共振線是元素所有譜線中最靈敏的譜線，原子吸收分析就是利用處于基態(tài)的待測(cè)原子蒸氣，對(duì)從光源發(fā)射出的待測(cè)元素的共振線的吸收而進(jìn)行定量分析。 (3) 積分吸收與峰值吸收 原子蒸氣所吸收的全部能量稱 積分吸收 。在實(shí)際測(cè)量中，因吸收譜線的寬度非常窄，需分辨率很高的分光儀，所以積分吸收不能準(zhǔn)確地測(cè)得。 通過測(cè)定峰值吸收系數(shù)來計(jì)算待測(cè)元素的方法稱為 峰值吸收法 。 實(shí)現(xiàn)測(cè)量中心吸收系數(shù)的條件是： 率與吸收譜線的中心頻率嚴(yán)格相同； 小于吸收譜線的半寬度。因此，必須使用一個(gè)與待測(cè)元素相同的元素制成的銳線光源。 實(shí)驗(yàn)證實(shí)：峰值吸收系數(shù) K0在一定條件下，與單位體積原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)成正比。 (4) 火焰中的基態(tài)原子濃度與定量分析依據(jù) 對(duì)于原子吸收值的測(cè)量 ， 在實(shí)際工作中 ， 是以一定光強(qiáng)的單色光 I0通過原子蒸氣 ， 然后測(cè)出被吸收后的光強(qiáng) I， 吸收過程符合朗伯 — 比耳定律 ， 即： 式中 :K為吸收系數(shù) ， N為自由原子總數(shù) （ 近似于基態(tài)原子數(shù)N0） ,L為吸收層厚度 。 吸光度 試樣中待測(cè)元素的濃度與火焰中基態(tài)原子的濃度成正比 。所以在一定的濃度范圍內(nèi)和一定的火焰寬度 ， 吸光度與試樣中待測(cè)元素濃度的關(guān)系可表示為： 該式就是原子吸光光譜法定量分析的依據(jù)。 LKNIIA 00 ??KNLeII ?? 0CKA 39。? 原子吸收分光光度計(jì) ? 原子吸收分光光度計(jì)的組成 ： 由 光源 、 原子化系統(tǒng) 、 光學(xué)系統(tǒng) 、 檢測(cè)系統(tǒng) 及放大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)五個(gè)主要組成部分。 其示意圖如下： 放大器 數(shù)據(jù)處理穩(wěn)壓電源單色器光源分光系統(tǒng)高壓電源檢測(cè)器檢測(cè)系統(tǒng)原子化系統(tǒng)廢液燃?xì)庵細(xì)庠囈海?1）光源 輻射帶測(cè)元素的共振線，作為原子吸收分析的入射光為了能夠測(cè)出峰值吸收，獲得較高的準(zhǔn)確度及靈敏度，所使用的光源必須滿足以下條件： ① 光源要能發(fā)射待測(cè)元素的共振線 ， 而且強(qiáng)度要足夠大； ②發(fā)射的譜線的半寬度要窄（是銳線光），應(yīng)小于吸收線 的半寬度，以保證測(cè)定的靈敏度和峰值吸收的測(cè)量； ③輻射光的強(qiáng)度要穩(wěn)定，而且背景發(fā)射要小。 光源類型 ： ① 空心陰極燈； ② 無極放電燈； ③ 蒸氣放電燈 。 應(yīng)用最廣泛的是空心陰極燈 （ 2） 原子化系統(tǒng) 作用： 是將試樣中的待測(cè)元素由化合物狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)原子蒸氣 。 入射光在這里被基態(tài)原子吸收 ， 因此 ， 它可視為 “ 吸收池 ” 。 主要有兩大類 ：火焰與非火焰原子化器 。 ① 火焰原子化器 ：由霧化器 、 預(yù)混合室和燃燒器組成 。 霧化器將試液霧化 ， 然后經(jīng)預(yù)混合室的作用 ， 進(jìn)一步細(xì)化霧滴 ， 并使之與燃料氣均勻混合后進(jìn)入火焰 ， 利用火焰的熱能將試樣氣化并進(jìn)而解離成基態(tài)原子 。 ② 無火焰原子化器 ：是利用電熱 、 陰極濺射 ， 等離子體或激光等方法使試樣中待測(cè)元素形成基態(tài)原子 。 目前 ， 廣泛應(yīng)用的非火焰原子化器是石墨爐 。 此法的優(yōu)點(diǎn)是取樣量少 ，（ 固體只需幾毫克 ， 液體僅用幾微升 ） ；其絕對(duì)靈敏度比火焰法高幾個(gè)數(shù)量級(jí) ， 可達(dá) 1012g（ 相對(duì)靈敏度提高 2～ 3個(gè)數(shù)量級(jí) ） ；但其精密度僅達(dá) 2～ 5%， 比火焰法差 。 石墨爐原子化器由電源 、 爐體 、 石墨管三部分組成 。 ⑶ 分光系統(tǒng) 原子吸收光譜法應(yīng)用的波長(zhǎng)范圍 ， 一般是紫外 、 可見光區(qū) 。 常用的單色器為光柵 。 單色器的作用 ：主要是將光源（如空心陰極燈）發(fā)射