环境监测实验室基础.ppt

1,环境监测实用技术,培训教案,贵州省环境监测中心站 李海英 2010年12月,2,Company Logo,环境监测是环境科学的一个重要分支科学，是通过对影响环境质量因素代表值的测定，确定环境质量或污染程度及其变化趋势。 环境监测是环境保护工作的基础，是贯彻执行环境保护法规的依据，是污染治理、 环境科研、设计规划、环境管理不可缺少的重要手段，也是环境质量评价以及厂矿企业全面质量管理的组成部分。 环境监测在如实反映环境质量状况，判断企业的污染物排放是否达标，污染纠纷仲裁和污染事故调查处理等过程中，起着关键作用。因此，环境监测必须科学、规范、及时、全面，才能适应新形势下环境管理的需要。,环境监测概述,3,Company Logo,长期以来，我国环境监测工作者积极关注国内外环境监测技术发展动态，结合实际深入开展各种环境监测技术方法的研究，基本形成了中国环境监测技术体系，但尚不够完善，与新的环境保护形势还不相适应。特别是近几年，我国环境质量标准、污染物排放标准、环境监测仪器发展较快，对环境监测技术和能力提出了新的需求，环境监测面临着新的压力和挑战，环境监测技术能否适应新形势的需要，直接影响着环境监测为环境管理服务的质量和水平。,环境监测概述,4,Company Logo,培训内容,环境监测分析实验基本要求 环境监测分析操作基本技术 环境监测数据的误差检验和数据处理 环境监测实验室质量控制与质量保证,5,Company Logo,一、环境监测分析实验基本要求,6,Company Logo,1、实验室环境,7,Company Logo,2、实验用水,实验用水的要求 实验用水的制备：蒸馏法、离子交换法、电渗析法、组合法以及特殊要求的实验用水制备 实验用水的质量要求和检验：分为三级 实验用水的贮存：,8,Company Logo,3、化学试剂,试剂的质量规格,试剂的选用 试剂的保管 试剂及标准溶液的配制和使用,9,Company Logo,4、气体钢瓶及其使用,概述,钢瓶使用注意事项,10,Company Logo,5、环境标准物质和质控样品的应用,标准物质制备的复杂性：制备、样品定值、均匀性检验和稳定性检验 应用中应注意的问题： 以标准物质测试结果比对实际样品时，要考虑两者之间的差异性； 购买标准物质时，应清楚了解保存条件、使用有效期限、以及其量 值特点、化学组成、最小取样量和标准值的测定条件等； 必须在测量系统稳定、测试条件可控的状态下，才可使用标准物质； 根据工作本身对准确度的要求，选用不同级别的标准物质； 使用标准物质时，应按照实际工作的质量要求、测量水平等多方面的因素规定其合适的范围，必要时对不确定度可适当的放宽。,11,Company Logo,二、环境监测分析操作基本技术,1、实验室各种器皿的选用和洗涤 2、称量操作及天平的使用 3、吸量、定容和滴定操作 4、酸度计的使用 5、分光光度计的操作与使用,12,Company Logo,二、环境监测分析操作基本技术,分析实验 从分析任务分类：,13,Company Logo,二、环境监测分析操作基本技术,按分析对象分类： (1) 无机分析 (2) 有机分析 (3) 生物分析 (4) 药物分析,14,Company Logo,1、电化学分析 2、光化学分析 3、色谱分析 4、波谱分析,1、重量分析 2、容量分析（各种滴定分析）,二、环境监测分析操作基本技术,化学分析,仪器分析,按分析方法分类：,15,Company Logo,1、实验室各种器皿的选用和洗涤,器皿的选用 玻璃器皿、瓷质器皿、石英器皿、铂制器皿 镍器皿、聚四氟乙烯类器皿,16,Company Logo,1、实验室各种器皿的选用和洗涤,器皿的洗涤 一般洗涤方法 铬酸洗液洗涤法 酸类洗涤法 碱类洗涤法 有机溶剂洗涤法 水蒸气洗涤法 瓷质器皿的洗涤 聚四氟乙烯类器皿的清洗,17,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,称量是直接使用天平准确计量物料或物体质量的操作。保证称量分析准确度的关键就是选择合适的天平和称样量，以及使用正确的称量方法,18,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,托盘天平 （台天平和托盘式扭力天平）,天平,分析天平 （电光天平和电子天平）,19,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.1托盘天平 又称台秤，操作简便快速，称量大，但称量精度不高，一般能称准到0.1g或0.01g，可用于精确度要求不高的称量。 托盘天平主要由天平横梁、支承横梁的天平座、放置称量物和砝码的秤盘、平衡螺杆、平衡螺母、指针、刻度盘、刻度标尺及游码组成。 托盘天平根据其最大载荷可分为100g、200g、500g、1000g、2000g等五种规格,20,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.1托盘天平 托盘天平的使用： （1）调节天平零点 使用前，应先将游码拨至刻度尺左端“0”处，观察指针的摆动情况。若指针在刻度盘左右两边摆动的格数几乎相等，或者停止摆动时指针指在可刻度盘的中线上，则天平处于平衡状态。 （2）称量 称量时，被称量物放在左盘，砝码放在右盘。加砝码时，先加大砝码，若偏大，再换小砝码，最后用游码调节，直至指针在刻度盘左右两边摆动的格数几乎相等为止，把砝码和游码的数值加在一起，就是托盘中物品的质量（读准至0.1g） （3）称量结束工作 称量完毕，要把砝码放回砝码盒中，将游码退到刻度“0”处，将托盘天平打扫干净。,21,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.1托盘天平 注意事项： （1）不可把药品直接放在托盘上（应放在称量纸上）称量，潮湿或具有腐蚀性的药品应放在已称量过的洁净干燥的容器（表面皿、小烧杯等）中称量。 （2）被称量物和砝码应分别放在秤盘的中央，质量不得超过天平的最大载荷。 （3）不可将热的物品放在托盘天平上称量。 （4）天平的砝码必须用镊子取放。,22,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平 电光天平 最常用的电光天平是半自动电光天平和全自动电光天平，两者都是等臂双盘天平。一般能称准至0.1mg，适用于精度要求较高的称量。一般实验分析中所用的电光天平的最大载荷为200g，最小分度值为0.1mg或0.05mg。,23,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平 电子天平 电子天平是天平中新发展的一种，其称量快速、简便。规格品种齐全，最大载荷从几十克至几千克，最小分度值可至0.001mg。一般实验分析中所用电子天平的最大称量值为100g或200g，最小分度值为0.1mg。 电子天平依据电磁力平衡原理。把通电导线放在磁场中，导线将产生电磁力，力的方向可以用左手定则来判定。当磁场强度不变时，力的大小与流过线圈的电流强度成正比。由于重物的重力方向向下，电磁力方向向上，与之相平衡，则通过导线的电流与被称重物体的质量成正比。,24,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平 电子天平的操作步骤： （1）天平的开机操作。首先调节好天平的水平，然后接通电源，再按ON/OFF键。稳定显示为0.0000g后，天平的开机操作结束。 （2）天平的校准（内校准）。天平的校准应在开机状态下进行。首先清除天平秤盘的被称物体，再接通电源，待显示器显示0.0000g后，按CAL（校准）键。 （3）去皮 把天平秤盘上的被称物体的质量显示为清零。 （4）天平读数 将被称物轻轻放在秤盘中央，显示器上的数字不断变化，待数字稳定并出现单位“g”后，则表示天平显示值已稳定，可以读数。,25,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平 电子天平使用注意事项： （1）天平使用电源必须是220V交流电，用户必须保证天平电源有良好的接地线。 （2）天平应放在无振动、无气流、无热辐射及不含腐蚀性气体的环境中。 （3）天平开机后需预热30-60min。 （4）天平操作台应使用水泥台或其他防振工作台。,26,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.3天平室的要求 分析用天平是测定物体质量的精密仪器，应安装在专门的天平室内使用。 （1）天平室应保持干燥、明亮但避免阳光的直射，远离热源和震源，室内温度变化不能太大，避免有明显的空气对流。 （2）室内禁有水汽和腐蚀性气体进入，不得在室内存放或转移挥发性、腐蚀性的试剂和样品。 （3）地面最好为水磨石地坪，天平台应由混凝土筑成，必要时可在台面铺3mm厚的橡胶垫，用以减震和防滑。 （4）保持天平室整洁、安静，不放置与称量无关的物品。,27,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.4天平的使用要求 （1）使用天平进行称量操作，应保持安静、专心，操作必须轻、稳、准。 （2）室内有多架天平时，为减少称量的系统误差，在同一个项目的分析过程中，应认定使用同一架天平（和砝码）称取标准物或样品。 （3）应根据称量要求的精度和被称物体的质量，选用具有适当分度值和载荷的天平进行称量，称量物体的质量不应超过天平的最大载荷。,28,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.5天平的维护 （1）天平需保持干燥，应及时更换天平箱内的干燥剂。 （2）保持天平箱内清洁，随时检查并清除天平秤盘和底板面上的灰尘及撒落的异物。 （3）天平应有专人负责管理并建档，凡检定、维修和使用均应登记。 （4）凡安装、修理或移动位置后，均应进行计量性能检定。,29,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.6砝码的使用和维护 （1）砝码和天平应配套使用，不允许随意调换或混用。 （2）取用砝码必须用镊子夹取，镊子应有骨质或塑料护尖。 （3）取放砝码，应轻拿轻放，只可放在盒内相应的空位或天平盘上，不使其互相碰撞，防止坠落台面、地面而损坏。 （4）砝码应及时收存，防止玷污，并按原位放好。 （5）砝码表面应保持清洁、光亮，可用软毛刷清除灰尘。砝码跌落碰伤或发生氧化锈蚀时，应进行修理，并检定合格后方可使用。,30,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.7 称量方法 天平称量有替代称量法和直接称量法，前者用于砝码检定等，一般实验室分析都用直接称量法。直接称量包括常规称量、指定质量称量和递减称量。 （1）常规称量。是指所称样品或试剂无严格规定，但需准确称取，一般以“称取约0.5g，称准至0.0001g”记载，即是称取0.51g或0.49g都可以，但要称量准确至小数点后第四位克数。 （2）指定质量称量。用于称取指定质量的试样。适合于称取某些在空气中无吸湿性的样品或试剂，如用基准物质配制指定浓度的标准溶液或在例行分析中简化工作计算，往往需要称出某一指定质量的样品或试剂。 （3）递减称量法。适用于对同一样品或试剂（多用于标定）需同时称取数份，而又无需规定称样量的情况，且可用于吸湿性试样的称量。,31,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.7 称量准确度 称量准确度是根据分析所要求的准确度的范围。 进行样品分析时，除正确选用相适应的分析方法和仪器外，还需选用合适的天平和称取一定量的试样。 称量准确度取决于天平的灵敏度和称样量。如下式： 称量误差（%）=【天平灵敏度（g）/称样量（g）】*100% 当实验室使用的天平已确定时，称量的准确度取决于样品的称样量。,32,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.7 称量误差 能引起称量误差的因素有如下几个方面： （1）被称量物性状的变化。 （2） 环境因素的影响。室温明显波动或室温过低、气流不稳定以及振动等因素，都将使天平的变动性增大而导致测量误差。称量物品与天平的温度不一致会引起天平臂膨胀程度不同而影响称量的准确性。 （3）天平砝码受损等影响其质量值。 （4）操作误差。表现为称量物品的撒落、砝码记错、平衡点读错、天平的某些故障未被发现以及操作不当等过失误差。,33,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.1 玻璃量器常用术语 （1）量出式量器与量入式量器。前者是指用来测量从量器内部排出的液体体积的量器，如滴定管、吸量管和量杯、量筒。后者是指用来测量注入量器内的液体体积的量器，如容量瓶。 （2）等待时间。当量器内的液体排除后，为使器壁上残留的液体充分流出所规定的时间。 （3）流出时间。为保证量器的测量准确度所规定的全容量排液时间。 （4）容量允差。量器的实际容量与标称容量之间存在着差值，为了保证量器的准确度，必须把这个差值限制在一个范围内，该范围就是容量允差。 （5）量器的等级和公差 对玻璃量器的流出时间及容量允差参照标准JJG-2006常用玻璃量器的检定规程中有详细的规定。,34,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.1 玻璃量器常用术语,35,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2 量器的校准 实验室内对玻璃量器进行容量检定时通常使用衡量法。 校准容量时，先对量器的某一容量标线内所容纳或放出的水进行称量，在查出该温度下水的密度将质量换算为体积。 Vt=Wt/dt 式中：Vt容器在t时的容积； Wt在t的空气中，以黄铜砝码称得水的质量； dt在t的空气中水的密度 量器的标称容量通常指在20时的容量，温度变化引起的容量变化是对20时量器容量相比较而言的。 V20=Wt/r r20时将充满容量为1升的玻璃量器的水在空气中不同温度下用黄铜砝码称得的质量。（r值表）,36,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2量器的校准 3.2.1滴定管的校准 （1）活塞密合性检查 在活塞不涂凡士林的清洁滴定管中加蒸馏水至零标线处，放置15分钟，液面下降不超过一个最小分度者为合格。 （2）液面观察 判断滴定数据时，观察者的视线应和相应分度线在同一水平面上，使液体最下层弯月面的最低点与分度线的上缘水平相切。 （3）校准操作 将滴定管洗净，活塞两端涂好凡士林，加蒸馏水到零标线处，记录水温。以滴定的速度放出0-10毫升水（相差不超过0.1毫升）于已称量的50毫升具磨口玻璃塞的锥形瓶中，再称准至0.01克。依次称出0-20、0-30.毫升等分度线水的质量。按实验水温查出相应的r值，计算滴定管各分度线间的真实容量及其校正值。,37,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2量器的校准 3.2.2移液管的校准 分度移液管的校准方法和滴定管的校准方法相同，无分度移液管只须校准总容量即可。 3.2.3量瓶的校准 将清洁干燥的带塞空量瓶在天平上准确称量。向已称量的空量瓶注入蒸馏水至标线，记录水温。用滤纸吸干瓶颈内壁和瓶外的水滴，盖上瓶塞称量。两次称量之差为量瓶容纳的水的质量。计算出量瓶的真实容量。,38,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.3滴定管及滴定操作 3.3.1分类 滴定管按功能分： 酸式滴定管（带活塞），用于滴定酸性、氧化性溶液和稀的碱液； 碱式滴定管，用于滴定较浓的碱性溶液； 自动滴定管，用于频繁滴定操作。 按容积分：50ml（分度值为0.1ml）；25ml（分度值为0.1ml）；10ml（分度值为0.05ml）;2ml(分度值为0.01ml)。可根据准确度要求和滴定液消耗量加以选择。,39,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.3滴定管及滴定操作 3.3.2滴定操作 （1）滴定前的准备： 滴定管内壁应不挂水； 装入滴定液时，先用少量滴定液洗遍全管23次，并从下端放尽；关上活塞，然后加入滴定液至“0”刻度以上，稍停后徐徐打开活塞使下端出口管内充满液体，并调至“0”刻度处，迅速关上； 检查活塞下端管尖部分，如留有气泡，可以再次打开活塞的同时，将气泡挤出； 碱式滴定管装液后，将乳胶管向上弯曲，管尖斜向上，用两指轻轻挤压乳胶管内的玻璃珠，使溶液从出口管排出，一边挤压，一边使乳胶管回复，然后对光检查乳胶管内及出口管内是否留有气泡。再调至“0”刻度处。,40,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.3滴定管及滴定操作 3.3.2滴定操作 （2）滴定： 持滴定管的姿势，应是使活塞转动灵活，滴定快慢自如，以不使滴定液由活塞槽两头漏出； 碱式滴定管，则以左手拇指和食指指尖控住乳胶管中的玻璃珠所在部位稍上一些的地方，无名指和小指夹住出口管，拇指和食指挤压乳胶管而使液体流出。 注意：不使玻璃珠向上移动，以免在下端出口管形成气泡； 当滴定在锥形瓶中进行时，下端出口管应稍伸入瓶口，但不与瓶接触。右手持瓶颈部作顺时针方向的圆周运动，边滴边摇。滴定终了时，滴定管应垂直，活塞柄则保持在水平位置；当滴定在烧杯中进行时，要注意搅拌操作； 读数时，应在滴定管垂直情况下，滴定前后均按照检定方法的弯液面调定相同方法进行。,41,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.3滴定管及滴定操作 3.3.1滴定操作 （3）滴定后的处理： 滴定结束后，管内溶液应予废弃，不宜放回瓶内。然后将滴定管用水反复冲洗，活塞孔处于贯通状态，最后用蒸馏水洗两遍，倒置于滴定管架上，管尖套以小试管、小烧杯或滤纸套以防尘； 长期不使用时，应在活塞与活塞槽之间夹以纸片，以防玻璃咬合。,42,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.4 吸量及吸量操作 当要准确定量移取液体时，通常使用单标线吸管或分度吸管。 单标线吸管：俗称大肚吸管，容量允差要求较高，吸量的准确度高，但每次仅固定移取一个体积； 分度吸管：常称为吸量管，其容量允差略差于单标线吸管，但可以在其刻度范围内移取任一容积的溶液。 选用时应综合考虑吸量的准确度要求和工作效率。,43,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.4 吸量及吸量操作 吸量操作的主要步骤： （1）移取前，润洗 （2）移取时，掌握管尖插入液面的深度 （3）定容时，视线位置，吸管垂直 （4）转移时，掌握吸管与受器的位置 （5）待液体排完后，等待约3s后，移出吸管。 （6）吸管使用结束后，及时冲洗 （7）吸管的日常保存,44,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.4 容量瓶及其使用 容量瓶通常用来将准确称量的物质溶于溶剂使之配制成一定体积的溶液，或将浓溶液稀释成一定体积的稀溶液。 配制溶液时 定容时注意事项： 定容时 摇匀时 作为定容量器，不宜长期存放溶液。 热溶液需冷却至室温后，才能稀释并调定液面。 容量瓶如长期不用，需用纸片夹在口塞之间，以免 口塞粘住。,45,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.5 量器使用注意事项 量器内壁的洁净程度，直接影响到量器的容积。 量器在清洗后应在常温下控干，不宜加温烘烤干燥。 洁净干燥的量器在放置一段时间后，有时亦会出现挂水珠现象，使用时应加以注意。 滴定管的活塞和容量瓶的塞子的密合程度直接影响量器的容量，必须在使用前仔细检查，注意配套使用。 量器选用恰当，可以减少量器本身带来的误差。 使用自动定零位滴定管应注意，自动定零位滴定管的零位误差已包括在容量允差之内，即使液面未停在零刻度线上，亦不必将液面调到零位。,46,Company Logo,4、酸度计的使用,4.1 概述 pH计主要由电位计、参比电极（甘汞电极）和指示电极（玻璃电极）组成。用pH计测定水溶液pH值是我国的标准方法，一般不受水的颜色、浊度、胶体物质等的影响，适合于饮用水、地表水、清洁水和工业废水pH值测定。 人们根据生产与生活的需要，科学地研究生产了许多型号的酸碱度计： 按测量精度：可分0.2级、0.1级、0.01级或更高精度。 按仪器体积：分有笔式（迷你型）、便携式、台式还有在线连续监控测量的在线式。 根据使用的要求，笔式（迷你型）与便携式PH酸碱度计一般是检测 人员带到现场检测使用。 选择PH酸碱度计的精度级别是根据用户测量所需的精度决定，而后 根据用户方便使用而选择各式形状的PH计。,47,Company Logo,4、酸度计的使用,4.2 PH计测量时注意事项 （1）在进行操作前，应首先检查仪器、电极、标准缓冲溶液是否正常。 （2）复合电极使用前首先检查玻璃球泡是否有裂痕、破碎，如果没有，用pH缓冲溶液进行两点标定时，定位与斜率按钮均可调节到对应的pH值时，一般认为可以使用，否则可按使用说明书进行电极活化处理。 （3）非封闭型复合电极，里面要加外参比溶液即3 mol/L氯化钾溶液，所以必须检查电极里的氯化钾溶液是否在1/3以上，如果不到，需添加3 mol/L氯化钾溶液。如果氯化钾溶液超出小孔位置，则把多余的氯化钾溶液甩掉，使溶液位于小孔下面，并检查溶液中是否有气泡，如有气泡要轻弹电极，把气泡完全赶出。,48,Company Logo,4、酸度计的使用,4.2 PH计测量时注意事项 （4）在使用过程中应把电极上面的橡皮剥下，使小孔露在外面，否则在进行分析时，会产生负压，导致氯化钾溶液不能顺利通过玻璃球泡与被测溶液进行离子交换，会使测量数据不准确。 （5）测量完成后应把橡皮复原，封住小孔。电极经蒸馏水清洗后，应浸泡在3 mol/L氯化钾溶液中，以保持电极球泡的湿润，如果电极使用前发现保护液已流失，则应在3 mol/L氯化钾溶液中浸泡数小时，以使电极达到最好的测量状态。 （6）在实际使用时，发现有的分析人员把复合电极当作玻璃电极来处理，放在蒸馏水中长时间浸泡，这是不正确的，这会使复合电极内的氯化钾溶液浓度大大降低，导致在测量时电极反应不灵敏，最终导致测量数据不准确，因此不应把复合电极长时间浸泡在蒸馏水中。,49,Company Logo,4、酸度计的使用,4.2 PH计测量时注意事项 （7）在更换标准缓冲液或样品时，应以水充分淋洗电极，用滤纸吸去电极上的水滴，再用待测溶液淋洗，以消除互相影响。 （8）测量pH时，溶液应适度搅拌，以使溶液均匀达到电化学平衡，读取数据时则应静止片刻以使读数稳定。,50,Company Logo,4、酸度计的使用,4.3电极的维护 （1）复合电极不用时，可充分浸泡3M氯化钾溶液中。切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。 （2）使用前，检查玻璃电极前端的球泡。正常情况下，电极应该透明而无裂纹；球泡内要充满溶液，不能有气泡存在。 （3）测量浓度较大的溶液时，尽量缩短测量时间，用后仔细清洗，防止被测液粘附在电极上而污染电极。 （4）清洗电极后，不要用滤纸擦拭玻璃膜，而应用滤纸吸干, 避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染，影响测量精度。 （5）测量中注意电极的银氯化银内参比电极应浸入到球泡内氯化物缓冲溶液中，避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时，注意将电极轻轻甩几下。 （6）电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。 （7）严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。,51,Company Logo,4、酸度计的使用,4.3电极的校准 （1） 测量时应按说明书规定的时间周期对仪器进行校准。 （2） 校准时应注意：标准缓冲溶液温度尽量与被测溶液温度接近。 定位标准缓冲溶液应尽量接近被测溶液的pH值。或两点标定时，应尽量使被测溶液的pH值在两个标准缓冲溶液的区间内。 （3）校准后，应将浸入标准缓冲溶液的电极用水充分淋洗，因为缓冲溶液的缓冲作用，带入被测溶液后，造成测量误差。,52,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.1概述 紫外-可见分光光度计是由光源、单色器、样品室和光测量部分组成，可根据使用的波长范围、光路的构造、单色器的结构、扫描的机构分为不同的类型。 分光光度法的基本原理是测定样品溶液或加一定试剂显色的样品溶液的吸光度。根据郎伯-比尔定律，样品溶液的吸光度与其浓度的关系式如下式： A=kCL A吸光度 K比例常数，与入射光的波长和物质性质有关，与光的的强度、溶液的浓度计液层厚度无关 C溶液的浓度 L液层厚度,53,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.2仪器的校正 1、波长的校正 校正波长是为了检验波长刻度与实际波长的符合程度，并通过适当方法进行修正，以消除因波长刻度的误差引起的光度测定误差，提高测定的准确性。 校正波长一般使用分光光度计光源中的稳定线光谱或有稳定亮线的外部光源，把光束导入光路进行校正，或者测定已知光谱样品的光谱，与标准光谱进行校正。 亮线光源法：利用氢灯、氘灯、低压汞灯等亮线光谱的亮线波长，来校正。 标准光谱法：将具有已知光谱的样品放入样品光路中测定吸收光谱并与标准光谱的吸收峰波长对照，求出波长 误差，进行相应的调整。,54,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.2仪器的校正 2、吸光度的校正 仪器吸光度刻度和测量电路系统不准确都将影响吸光度的准确测定。光束的单色性差、谱带过宽等会使所测吸光度出现负误差。吸光度的准确性是反映仪器性能的重要指标。一般常用碱性重铬酸钾标准溶液进行吸光度校正。 （1）碱性重铬酸钾标准溶液的配制 将重铬酸钾基准品在110干燥3小时以上，用0.05mol/L氢氧化钠溶液配置成0.0303g/L浓度的标准溶液。 （2）标准溶液吸光度的测定 1cm比色皿，在25度时用1纳米谱带宽度，以0.05mol/L氢氧化钠溶液为参比液，在不同波长下测定其吸光度或 透光率。与表进行比较以确定吸光度误差。,55,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.2仪器的校正 3、杂散光的校正 杂散光是光束在单色器内随机反射和散射引起的，通常在仪器整个波长范围的两端即高波段和低波段出现。利用透光率为零的滤光片进行校正。 4、比色皿的校正 比色液吸收波长在370nm以上时选用玻璃或石英比色皿，在370nm以下时必须使用石英比色皿。比色皿有不同光程长度，通常多用10.0mm的比色皿。选择比色皿的光程长度应视所测溶液的吸光度而定，以使其吸光度在0.1-0.7之间为宜。 （1）比色皿有方向性。校正无方向标志比色 皿时，要先确定方向做好标志，以减少测定误差。 （2）同一组比色皿之间吸光度相差应小于 0.005，否则应对差值进行校正。,56,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.2仪器的校正 （3）有两种比色皿误差可影响测定结果的正确性。对入射光的吸收不一致；比色皿的光程长度不一致；比色皿壁的薄厚不均；器面的内外反射存在微小差异等。因此，应进行严格检查，挑选，编号后配套使用。 （4）校正比色皿时，应将纯净的蒸馏水注入皿中，以其中最小的比色皿的吸光度为零，测定其他比色皿的吸光度。测定比色液时，应将其吸光度减去比色皿的吸光度。,57,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.3仪器的日常维护 （1）吸收池（比色皿）。要注意保护吸收池的光学面，不允许将容易擦伤光学面的物体放入吸收池内，一般用柔软不带细纤维毛的棉织物或吸水纸擦干吸收池的光学面。 （2）检测器。要注意保持干燥和绝缘性。当光电管、光电倍增管受潮积尘将使放大线路中的高阻抗电阻降低，使测量灵敏度下降。光电器件应避免强光照射，否则容易损坏。,58,Company Logo,5、紫外-可见分光光度计,5.3仪器的日常维护 （3）工作室要求 分光光度计工作室应是专用的，需要防震、防尘、防潮、防止阳光直射。应有温度控制装置。注意防止腐蚀性气体，挥发性有机溶剂蒸汽的侵入。电源电压应稳定，并有良好的接地。 （4）主要组件的维护 光源。仪器不工作时不要开灯。若工作间歇时间短，可以不关灯或停机，一旦停机，应待灯冷却后再重新启动，并预热15min左右。 单色器。要经常更换单色器盒的干燥剂，防止 色散元件受潮生霉；仪器使用一段时间或搬动后， 要进行波长读数的校正。,59,Company Logo,三、环境监测数据的误差检验和数据处理,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免 2、数据的准确度和精密度 3、数据的处理 4、有效数字和数值计算,60,Company Logo,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免,61,Company Logo,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免,1.1系统误差 是指在一定条件下，由于某些固定的原因所引起的误差。又称为可测误差。 (1) 特点 a.对分析结果的影响比较恒定； b.在同一条件下，重复测定， 重复出现； c.影响准确度，不影响精密度； d.可以消除。 产生的原因?,62,Company Logo,1.1系统误差 (2) 产生的原因 a.方法误差选择的方法不够完善 例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当 b.仪器误差仪器本身的缺陷 例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。 c.试剂误差所用试剂有杂质 例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够(含待测组份或干扰离子)。 d.主观误差操作人员主观因素造成 例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。 e.环境误差由测量时环境因素的显著改变 例：室温的明显变化,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免,63,Company Logo,1.2 偶然误差 是由于偶然的因素所造成的误差，又称不可测误差。 (1) 特点 a.不恒定 b.难以校正 c.服从正态分布(统计规律) (2) 产生的原因 a.偶然因素 b.滴定管读数,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免,64,Company Logo,1.3 过失误差 也是指粗差。是由于实验人员的粗心、不遵 守操作规程引起的操作上的错误。 例如，器皿洗涤不干净、加错试剂、砝码看错、 滴定管刻度读错、溶液的溅失以及记录和计算错误 等。这些过失会使分析结果严重的不精确也不准确。 过失误差一经发现必须及时纠正。,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免,65,Company Logo,1.4误差的减免 （1） 系统误差的减免 (1) 方法误差 采用标准方法,对比实验 (2) 仪器误差 校正仪器 (3) 试剂误差 作空白实验 （4）主观误差加强实验人员的基本工训练 （2）偶然误差的减免 增加平行测定的次数 （3）过失误差的减免 严格遵守操作规程，改进和提高分析人员 的业务素质和工作责任感，不断提高其理论和技术水 平。,1、误差的种类、性质、产生的原因及减免,66,Company Logo,2.1 准确度,1、准确度的定义 常用以度量一个特定分析程序所获得的分析结果与假定的或公认的真值之间的符合程度。一个分析方法或分析系统的准确度是反映该方法或该测量系统存在的系统误差和随机误差的综合指标，决定着这个分析结果的可靠性。 准确度用绝对误差或相对误差来表示。 绝对误差 = 测定值 真实值 相对误差 =（绝对误差/真实值）x100 2、准确度的评价方法 可用测量标准物质或以标准物质做回收率测定的办法评价分析方法和测量系统的准确度。,2、准确度和精密度,67,Company Logo,2.2 精密度,1、精密度的定义 是使用特定的分析程序在受控条件下重复分析均一样品所得测定值之间的一致程度。反映了分析方法或测量系统存在的随机误差的大小。 精密度通常用极差、平均偏差和相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差表示。 平均偏差： 相对平均偏差 =（平均偏差 /平均值） 100 特点：简单、大偏差得不到应有反映 标准偏差：又称均方根偏差；有限测定次数 相对标准偏差 ：（变异系数）= S / X,2、准确度和精密度,68,Company Logo,2.2 精密度,2、应注意的问题 （1） 精密度的几个专用术语：平行性、重复性、再现性 （2）分析结果的精密度与样品中待测物质的浓度水平有关。 （3）标准偏差的可靠程度受测量次数的影响。 （4）通常以分析标准溶液的办法了解分析方法的精密度，这与分析实际样品的精密度可能存在一定的差异。 （5）精密度可因与测定有关的实验条件的改变而变动。,2、准确度和精密度,69,Company Logo,2.3、准确度和精密度的关系 精密度是保证准确度的先决条件； 精密度高不一定准确度高； 两者的差别主要是由于系统误差的存在。,2、准确度和精密度,70,Company Logo,3、数据的处理,71,Company Logo,3、数据的处理,3.1可疑数据的取舍 Q 检验法 步骤： （1） 数据排列 X1 X2 Xn （2） 求极差 Xn X1 （3） 求可疑数据与相邻数据之差 Xn Xn-1 或 X2 X1 （4） 计算：,72,Company Logo,3、数据的处理,3.1可疑数据的取舍 Q 检验法 （5） 根据测定次数和要求的置信度，（如90%）查表：,表1-2 不同置信度下，舍弃可疑数据的Q值表 测定次数 Q90 Q95 Q99 3 0.94 0.98 0.99 4 0.76 0.85 0.93 8 0.47 0.54 0.63,（6）将Q与QX （如 Q90 ）相比， 若Q QX 舍弃该数据 若Q QX 保留该数据 当数据较少时 舍去一个后，应补加一个数据。,73,Company Logo,4.1有效数字,1实验过程中常遇到的两类数字 （1）数目：如测定次数；倍数；系数；分数 （2）测量值或计算值。数据的位数与测定准确度有关。 记录的数字不仅表示数量的大小，而且要正确地反映测量的精确程度。 结果 绝对偏差 相对偏差 有效数字位数 0.51800 0.00001 0.002% 5 0.5180 0.0001 0.02% 4 0.518 0.001 0.2% 3,4、有效数字和数值计算,74,Company Logo,4.1有效数字,2、有效数字的位数 （1）数据中零的作用：数字零在数据中具有双重作用： a、作普通数字用，如 0.5180 4位有效数字 5.180X101 b、作定位用：如 0.0518 3位有效数字 5.18X102 （2）含有对数的有效数字位数的确定，取决于小数部分数字的位数。 （3）百分数或千分数的有效数字的位数，取决于小数部分数字的位数。 (4)对于计算公式中所含的自然数，如测定次数、化学反应计量系数等，均不是测量所得，可视为有足够多的有效数字。 （5）在进行单位换算时，有效数字的位数不能改变。 （6）表示误差时，一般只需取一位有效数字，最多取两位。,4、有效数字和数值计算,75,Company Logo,4.2数值修约规则,1、确定修约位数的表达方式 （1）指定数位 （2）指定将数值修约成n位有效位数 2、进舍规则 修约顺口溜： 四要舍，六要入 五后有数则进一 五后无数看前方：前为奇数须进一，前为偶数要舍去 不论舍弃多少位，必须一次修约完 示例：4.813 4.81 4.8174.82 4.8151 4.82 4.815034.82 4.8354.84 4.8054.80 4.85464.85,4、有效数字和数值计算,76,Company Logo,4.2记数规则,（1）记录测量数据时，只保留一位不确定数字。当用合格的计量器具称量物质或量取溶液时，有效数字可以记录到其最小分支，最多保留一位不确定数字。例：分析天平（万分之一）取4位有效数字 （2）表示精密度通常只取一位有效数字，测定次数很多时，方可取两位有效数字。 （3）在数值计算中，当有效数字位数确定后，其余数字应按修约规则一律舍去。 （4）在数值计算中，某些倍数、分数，不连续物理量的数目，以及不经测量而完全根据理论计算或定义得到的数值，其有效数字的位数可视为无限。 （5）测量结果的有效数字所能达到的数位不能低于方法检出限的有效数字所能达到的数位。,4、有效数字和数值计算,77,Company Logo,4.3近似计算规则,对测量数值进行运算时，每个测量值的准确程度不一定完全相同，必须按有效数字的运算规则进行。 1、加减法 结果的位数应以小数点后位数最少即绝对误差最大的数据为准，将其他数据按数字修约规则修约多余数字后，再相加减。 例： 0.0121 绝对误差：0.0001 25.64 0.01 1.057 0.001,4、有效数字和数值计算,26.7091,78,Company Logo,4.3近似计算规则,2、乘除法 结果的位数应以有效数字位数最少即相对误差最大的数据为准，将其他数据按修约规则修约后，再进行计算。 0.0243X7.105X70.06 = 0.0243X7.10X70.1 = 0.0737 164.2 1.64X102 3、乘方和开方 对测量数据进行乘方或开方运算时，原数值有几位有效数字，计算结果就应保留几位有效数字。 122=144=1.4X102,4、有效数字和数值计算,79,Company Logo,1、环境监测质量管理简介 2、环境监测实验室质量控制的程序 3、常规监测质量控制技术,四 、环境监测实验室质量控制与质量保证,80,Company Logo,环境监测质量保证包括环境监测全过程的质量管理和措施，实验室质量控制是环境监测质量保证的重要组成部分。 环境监测质量管理体系基本要求 环境监测机构、质量管理体系、文件控制、记录控制、质量管理计划及实施、纠正措施/预防措施及改进、对外委托监测、人员、设施和环境、监测方法、仪器设备（系统）与量器、标准物质、试剂与实验用水 环境监测全过程QA与QC 监测方案、监测网络（点位）布设、样品采集与现场监测、样品管理、实验室分析质量控制与质量评定、数据处理、报告,1、环境监测质量管理简介,81,Company Logo,广义的实验室质量控制，不仅仅是检测过程的控制，而是贯穿于实验室全部质量活动的始终,82,Company Logo,1、环境监测质量管理简介,质量保证(QA)与质量控制(QC) 质量保证：Quality Assurance, QA 是环境监测工作的全面质量管理，包含了保证监测数据准确可靠的全部活动和措施。 质量保证的作用在于使监测数据质量满足“五性”的要求。 质量控制：Quality Control, QC 满足环境监测质量需求所采取的操作技术和活动，是质量保证的重要组成部分。 监测过程中使用适宜的质控技术，使监测结果的精密度和准确度等能达到质量指标的要求。,83,Company Logo,1、环境监测质量管理简介,监测数据的“五性” 代表性(Representation)样品反映真实状况 完整性(Completeness)有效样品、有效信息 可比性(Compatibility)方法、实验室内/间； 精密性(Precision)平行性、重复性（同一实验室）；再现性（不同实验室） 准确性(Accuracy)有证标准物质分析、回收率测定、不同人员/方法的比较,84,Company Logo,1、环境监测质量管理简介,环境监测实验室QC的意义 是监测工作正常进行的有力保证 有助于提高实验室人员的素质 能够不断提高实验室的检测水平 是获得监测数据准确性的重要保证,85,Company Logo,2、实验室质量控制的程序,2.1方法选定 分析项目确定之后，首先应该对所用方法做出正确的选择。 方法是分析测试的核心。每个分析方法各有其特性和适用范围，不适宜的方法所致的影响是严重的。 （1）应优先选用已经验证的统一分析方法。 （2）使用统一分析方法之外的其它分析方法时，必须先做等效实验，验证报告应由上级监测站批准。,86,Company Logo,2、实验室质量控制的程序,2.2基础实验 对选定的分析方法，必须多次反复进行实验操作，以便于了解其特性、正确掌握实验条件。为此，应该进行一系列的基本实验。 基本实验包括空白实验值测定、检出限的估算和校准曲线的绘制和检验，进行密码样分析以及绘制质量控制图。 （1）空白实验值的测定 a.空白值的大小和它的分散程度，影响着方法的检测限和检测结果的精密度 b.影响空白值的因素有：实验用水质量、试剂纯度、试液配制质量、玻璃器皿的洁净度、精密仪器的灵敏度和精确度、实验室的清洁度、分析人员的操作水平和经验等。 c.空白实验室的要求：空白实验的重复结果应控制在一定的范围内，一般要求平行双份测定值的相对差值不大于50%。当空白实验的计算值小于或等于方法规定值时为合格 （2）检出限的估算 检出限是指所用方法在给定的可靠程序内可以从零浓度检测到待测物质的最下量。,87,Company Logo,2、实验室质量控制的程序,2.2基础实验 （3）校准曲线的绘制与检验 a.至少应包括5个浓度点的信号值。 b.校准曲线分为工作曲线和标准曲线，应根据方法选用。标准曲线省去了标准系列的前处理程序，必须注意待测成分前处理过程中的沾污和损失。 c.测定信号值后，在坐标纸上绘制散点分布图或用计算机绘制曲线 d.若散点图的点阵分布满足要求后，在进行线性回归处理，根据回归结果建立回归方程，否则应查找原因后，在进行回归。 e.校准曲线只能在其线性范围内使用。 f.应在每次分析样品的同时，同步绘制校准曲线。特殊情况下，至少应在样品分析的同时，测定两个适当浓度及空白各两份，分别取均值，减去空白值后，与原校准曲线的相同浓度点进行校核，相对差值应在5-10%的范围内，否则应重新绘制。 g.校准曲线不得长期使用，更不得互相借用。,88,Company Logo,3、常规监测质量控制技术及特性,3.1实验室质量控制技术 （1）平行样分析 （2）加标回收率测定 （3）密码样和密码加标样分析 （4）标准物质对比分析 （5）室内互检 （6）室间外检 （7