中国科技大学3-环境监测新技术导论-1

1、1 第三章：仪器联用技术与新型监测仪第三章：仪器联用技术与新型监测仪 1 联用技术联用技术 联用技术就是指联用技术就是指将两种或两种以上的仪将两种或两种以上的仪器组合成一套（台）完整的新型仪器，以实器组合成一套（台）完整的新型仪器，以实现更快速、更有效地分离和分析的技术。现更快速、更有效地分离和分析的技术。目目前最常用的联用技术是将分离能力最强的色前最常用的联用技术是将分离能力最强的色谱技术与质谱或光谱检测技术相结合。谱技术与质谱或光谱检测技术相结合。 2 1.1： ICP-MS联用及其在环境监测联用及其在环境监测 中的应用中的应用 3 一、一、 ICP-MS仪的结构：仪的结构： 接口接口控制

2、测量与数控制测量与数据处理系统据处理系统真空系统真空系统 等离子炬等离子炬质谱仪质谱仪4 等离子体：等离子体： 是指含有一定是指含有一定 浓度的浓度的阴、阳阴、阳 离子且能导电离子且能导电 的气体混合物。的气体混合物。 ICP可维持温可维持温 度在度在10000K。 5 ICP与与MS的接口示意图：的接口示意图： MS 真空泵真空泵 进样嘴锥体进样嘴锥体 分离嘴锥体分离嘴锥体 质谱仪MS12Torr10-410-5TorrMS等离子炬等离子炬电感线圈电感线圈真空泵真空泵6二、二、ICP-MS分析法的特点：分析法的特点： 1. 灵敏度特别高灵敏度特别高 ICP-MS 无火焰原子吸收无火焰原子吸收

3、 As 0.000031 /L 0.0008 /L Cr 0.00004 /L 0.0002 /L Hg 0.000018 /L 0.002 /L Mn 0.000006 /L 0.00002 /L 7 2. 可方便地进行多元素同时测定可方便地进行多元素同时测定 3. 可同时测定各个元素的各种同位素可同时测定各个元素的各种同位素 4. 可有效地进行化学形态的测定可有效地进行化学形态的测定 5. 可进行多机联用可进行多机联用 不足：不足： 8三、三、ICP-MS在环境监测中的应用：在环境监测中的应用： 1. 天然水及废水中天然水及废水中Cr、Ni、As、Sr、Pd Sn、Sb、Mo、Zr等的测定

4、等的测定 2. 大气粉尘中大气粉尘中Pb、Cd、Hg、AI、Ti、Cr、 Mn、Ca、Ni等微量金属的测定等微量金属的测定 3. 茶叶、树叶、贝类、米粉等样品中茶叶、树叶、贝类、米粉等样品中V、Ni、 Zn、Ge、As、Mo等的测定等的测定 4. 环境样品中环境样品中As、Hg、Se等的价态测定等的价态测定9 1.2 MIP-MS的联用技术的联用技术 以微波诱导等离子体为发射源的质谱分析以微波诱导等离子体为发射源的质谱分析技术技术 10 1.3 GC-ICP-MS联用技术联用技术 将具有将具有高分辨率高分辨率和和高分离效率高分离效率的的 GC与与ICP-MS的的高灵敏度高灵敏度、高基体耐高基体

5、耐 受量受量及及同位素比测定能力同位素比测定能力相结合的方相结合的方 法。用于测定痕量和超痕量有机金属法。用于测定痕量和超痕量有机金属 污染物。污染物。 11 一、仪器设备：一、仪器设备： 这套设备主要由这套设备主要由GC、GC与与ICP 接口、接口、ICP-MS组成。组成。 GC与与ICP之间的接口可简单地之间的接口可简单地用一用一短的传输管线连接短的传输管线连接GC出口端与出口端与ICP管管 座底部加以实现。座底部加以实现。 12Se色谱柱气相色谱仪气相色谱仪色谱柱色谱柱13气相色谱毛细管气相色谱毛细管不锈钢接口管不锈钢接口管等离子炬管座等离子炬管座加热器加热器尾吹尾吹Ar气气温度传感器温

6、度传感器 全加热型接口全加热型接口14 商品全加热型接口商品全加热型接口ABBCDABC CD等离子炬管座等离子炬管座气相色谱仪气相色谱仪15 接口的主要作用是：接口的主要作用是：在能够保持良好的在能够保持良好的 分离度和灵敏度的条件下，使气相色谱分离分离度和灵敏度的条件下，使气相色谱分离出的成分全部导入出的成分全部导入ICP-MS中检测。中检测。二、应用二、应用16 1.4 GC-MS联用技术联用技术 一一. 仪器结构与分类仪器结构与分类 1. 结构结构 17GCMS接口接口接口接口18 (1) 隙透式分离器隙透式分离器GCMS 真空泵真空泵真空套真空套多孔烧结玻璃管多孔烧结玻璃管载气样品载

7、气样品流流1Torr左右左右19 (2) 喷射式分离器喷射式分离器抽真空抽真空抽真空抽真空GCMS 约约10Pa10-2Pa第一级喷嘴第一级喷嘴第二级喷嘴第二级喷嘴载气样品流载气样品流20 2. 分类分类 GC-MS联用仪按分辨率分为：联用仪按分辨率分为： GC-HRMS(气相色谱气相色谱-高分辨质谱联用仪）高分辨质谱联用仪） GC-LRMS(气相色谱气相色谱-低分辨质谱联用仪）低分辨质谱联用仪） 台式、小型气相色谱台式、小型气相色谱-低分辨质谱联用仪低分辨质谱联用仪21四极杆型质量分析器四极杆型质量分析器特点：特点： 原理成熟、操作简单、维护方便、谱库丰富且原理成熟、操作简单、维护方便、谱库

8、丰富且质谱经典、易于分析、灵敏度高、定量重现性好。在质谱经典、易于分析、灵敏度高、定量重现性好。在环境监测中得到广泛应用。环境监测中得到广泛应用。22 二、二、GC-MS常用的离子化方法常用的离子化方法 GC-MS常用的离子化方法主要有：常用的离子化方法主要有： 1. 电子轰击型（电子轰击型（EI） 正化学电离型（正化学电离型（PCI） 2. 化学电离型（化学电离型（CI） 负化学电离型（负化学电离型（NCI）23PCI: 发生的发生的分子分子-离子离子反应主要有反应主要有质子转移质子转移 反应、反应、电荷交换电荷交换反应、反应、亲电加成亲电加成反应。反应。NCI: 发生的发生的分子分子-离子

9、离子反应主要有反应主要有电子捕获电子捕获 反应、反应、负离子加成负离子加成反应等。反应等。24EI- 提供结构信息及定量结果提供结构信息及定量结果PCI-提供化合物的相对分子质量信息提供化合物的相对分子质量信息NCI-对带有高电负性元素的化合物具有很高的对带有高电负性元素的化合物具有很高的 选择性和灵敏度选择性和灵敏度25 三三. 质量质量-色谱图色谱图 GC-MS给出的谱图叫给出的谱图叫质量质量-色谱色谱图，又图，又 称为称为离子碎片离子碎片图。它是当色谱图出现时，质图。它是当色谱图出现时，质谱仪在一定的质量范围内重复扫描，并将所谱仪在一定的质量范围内重复扫描，并将所得数据经计算机处理后给出

10、的各质量数和色得数据经计算机处理后给出的各质量数和色谱图，它表示在一次扫描中，谱图，它表示在一次扫描中，某一质荷比的某一质荷比的离子强度随时间的变化规律。离子强度随时间的变化规律。26 三三. 在环境分析监测中的应用在环境分析监测中的应用: 1. 环境水中挥发性有机化合物（环境水中挥发性有机化合物（VOCs） 的分析的分析 田边等用田边等用GC-MS法一次性测定了水中法一次性测定了水中 三氯乙烯等三氯乙烯等 52种挥发性有机化合物，如图：种挥发性有机化合物，如图： 27响响 应应tR/min28 2. 农药类分析：农药类分析： 如如Deronx等人使用等人使用GC-MS-CI和和GC-MS-E

11、I法测定运河水中的法测定运河水中的农药残留物农药残留物及及 其他有机污染物，共测出了其他有机污染物，共测出了110种化合物，并种化合物，并确证了每种污染物的结构。确证了每种污染物的结构。 田边等用田边等用GC-MS法测定了环境颗粒物中法测定了环境颗粒物中存存在的存存在的90种种农药残留物农药残留物及及10种农药分解产种农药分解产物。物。29 Tanabe等用等用GC-MS法测定了河水中的法测定了河水中的 32种除草剂，定量下限为种除草剂，定量下限为0.010.02微克微克/升。升。 3. 空气和废气的分析：空气和废气的分析： 室外环境空气室外环境空气： 以苯并以苯并a芘为代表芘为代表 的多环芳

12、烃（的多环芳烃（PAH）、氯乙烯单体、丙烯腈、）、氯乙烯单体、丙烯腈、二氯甲烷、三氯乙烯、苯等有机污染物二氯甲烷、三氯乙烯、苯等有机污染物 室内空气室内空气：醛类、多环芳烃、硝基芳烃、醛类、多环芳烃、硝基芳烃、 防虫剂和杀虫剂、苯、四氯乙烯、三氯乙烯、防虫剂和杀虫剂、苯、四氯乙烯、三氯乙烯、 丁二烯等有机污染物。丁二烯等有机污染物。30 4. 恶臭物质的分析恶臭物质的分析 胺、硫化物、醛类、酚类、脂肪酸及含胺、硫化物、醛类、酚类、脂肪酸及含 氮含硫有机物等。氮含硫有机物等。 5. 土壤样品中土壤样品中二噁英二噁英类及其他污染物的类及其他污染物的 分析分析31 二恶英二恶英(Dioxin)，又称

13、二氧杂芑，又称二氧杂芑(q) ,全全称分别是多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋称分别是多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋喃喃 。 多氯二苯并二恶英多氯二苯并二恶英由由2个氧原子联结个氧原子联结2个个被氯原子取代的苯环被氯原子取代的苯环 ，有，有75种异构体种异构体 。 多氯二苯并呋喃多氯二苯并呋喃由由1个氧原子联结个氧原子联结2个被个被氯原子取代的苯环。有氯原子取代的苯环。有135种异构体。种异构体。 二恶英是环境二恶英是环境内分泌内分泌干扰物的代表。它干扰物的代表。它们能干扰机体的内分泌，产生广泛的健康影们能干扰机体的内分泌，产生广泛的健康影响。响。 32 1.5 GC-FTIR联用及在环境监测联用

14、及在环境监测 中的应用中的应用 33 一、一、GC-FTIR基本装置：基本装置： 光管光管接接 口口GCFTIR34红外探测红外探测红外光红外光 KBr输送管输送管光管光管气相色谱仪气相色谱仪35 二、红外检测器的特点：二、红外检测器的特点： （红外检测器与质量检测器相比）（红外检测器与质量检测器相比） 1. 红外检测器（红外检测器（IRD）不破坏分子结构，可）不破坏分子结构，可 保证对完整的分子进行分析。保证对完整的分子进行分析。 2. 对不同分子有特异性，重现性好对不同分子有特异性，重现性好 3. 不会破坏分子的构型不会破坏分子的构型 （a）芳稥环取代基团定位）芳稥环取代基团定位36CH3

15、CH3CH3CH3CH3CH3（b b）顺反异构体、环桥、脂肪链异构体）顺反异构体、环桥、脂肪链异构体37蒽蒽菲菲顺反异构体蒽、菲的红外光谱图顺反异构体蒽、菲的红外光谱图38百分透过率百分透过率波数波数/cm-1三个甲酚异构体的红外波谱图三个甲酚异构体的红外波谱图邻甲酚邻甲酚间甲酚间甲酚对甲酚对甲酚ABCOHCH3OHCH3OH CH339 三、三、 GC-FTIR在环境监测中的应用在环境监测中的应用 1. 水环境监测中的应用：水环境监测中的应用： 测定化工厂排放废水中的有机污染物测定化工厂排放废水中的有机污染物 如：对如：对-二氯苯、二氯苯、3,4-二氯代二氯代-6-硝基苯胺、硝基苯胺、 丁

16、醚、硫脲、有机氯农药、水杨醛、烷丁醚、硫脲、有机氯农药、水杨醛、烷 基钛酸酯、磷酸三苯酯、二乙基丙二酸酯、基钛酸酯、磷酸三苯酯、二乙基丙二酸酯、 间氯代硝基苯、对氯代硝基苯、邻氯代硝间氯代硝基苯、对氯代硝基苯、邻氯代硝 基苯等。基苯等。 40 2. 大气环境监测中的应用：大气环境监测中的应用： 大气污染物：苯、甲苯、六氟乙烷、八大气污染物：苯、甲苯、六氟乙烷、八氟戊烷、甲烷、丙烯、乙烯、氟戊烷、甲烷、丙烯、乙烯、CO、SF6、CF4、NH3、NO2、NO、SO2、HF、HCI、 H2SO4等。等。 3. 土壤及固体污染物的测定土壤及固体污染物的测定 41 1.6 液相色谱液相色谱-质谱（质谱（

17、LC-MS） 联用技术联用技术 42 一、一、LC-MS系统应满足的条件系统应满足的条件 1. LC: 要求流动相的流量要达到几要求流动相的流量要达到几 ml/min,流动相的种类要相对流动相的种类要相对固定固定， 要能够进行要能够进行梯度梯度淋洗。淋洗。 43 2. MS: MS仪主机能经常保持高真空，仪主机能经常保持高真空， 而且不能受到测定体系之外物质而且不能受到测定体系之外物质 的污染。应能使用通常的几种离的污染。应能使用通常的几种离 子化方法，能够进行高分辨的质谱子化方法，能够进行高分辨的质谱 测定和高灵敏度检测。测定和高灵敏度检测。 44 3. 接口：接口： 从从LC洗脱的成分应能

18、洗脱的成分应能稳定、连稳定、连 续、再现续、再现地导入地导入MS中，在接口处不中，在接口处不 引起分子的引起分子的分解分解及及吸附吸附，不能因为，不能因为 存在存在死空间死空间而导致而导致质谱峰变宽质谱峰变宽。45150400电热金属喷嘴电热金属喷嘴真空泵真空泵二二. LC-MS接口接口 带放电离子源的热喷射离子化导带放电离子源的热喷射离子化导 入入LC-MS系统：系统：46 三三. LC-MS在环境监测分析中的应用在环境监测分析中的应用2,4-D 、2,4,5-T 为苯氧基乙酸类除草剂为苯氧基乙酸类除草剂几种环境激素类物质混合物的总离子流色谱图几种环境激素类物质混合物的总离子流色谱图2,4-

19、D2,4,5-T五氯苯酚五氯苯酚双酚双酚A- 雌二醇雌二醇2,4-二氯苯酚二氯苯酚2,4-D、2,4,5-T为苯氧基乙酸类除草剂为苯氧基乙酸类除草剂47 环境激素环境激素: 环境内分泌干扰剂环境内分泌干扰剂;是一类是一类外源性化合外源性化合物物,被认为是三大环境问题被认为是三大环境问题(环境激素环境激素问题、问题、臭臭氧层破坏氧层破坏、全球变暖全球变暖)之一之一, 它干扰生物为保它干扰生物为保持体内平衡和调节发育过程所需的正常激素持体内平衡和调节发育过程所需的正常激素的产生、释放、转移、代谢、结合、反应和的产生、释放、转移、代谢、结合、反应和消除消除,或在未受伤的生物或其后代中引起不良或在未受

20、伤的生物或其后代中引起不良的健康影响和内分泌功能的改变，对动物的的健康影响和内分泌功能的改变，对动物的生殖生殖系统、系统、免疫免疫系统和系统和神经神经系统都有严重的系统都有严重的影响。影响。48 世界野生动物基金会世界野生动物基金会1997年公布的环境年公布的环境 激素类物质有激素类物质有68种种,被怀疑是环境激素类的被怀疑是环境激素类的 物质有物质有150多种多种,除除Cd、Hg、Pb及其化合物及其化合物外外,其余全是有机化合物其余全是有机化合物,如如:各种除草剂、杀各种除草剂、杀虫剂、农药类、氟里昂、虫剂、农药类、氟里昂、食品添加剂食品添加剂、呋喃、呋喃类、对硝基甲苯、甲基汞等类、对硝基甲

21、苯、甲基汞等.49 外源性化合物：外源性化合物： 外源性化合物是指：外源性化合物是指：不是产生于生不是产生于生物体内的代谢途径，而是通过体外途径物体内的代谢途径，而是通过体外途径进入生物机体，并且没有内在生物学功进入生物机体，并且没有内在生物学功能的化合物。能的化合物。501.7 液相色谱液相色谱-电化学联用系统电化学联用系统(LC-EC)液相色谱液相色谱电化学分析系统电化学分析系统微型电化学池微型电化学池液流工作电极工作电极参比电极参比电极对电极对电极液流通道51 如：大米中几种有机磷化合物的如：大米中几种有机磷化合物的LC-EC测定测定-羟基-4-硝基苯基二甲基磷酸酯 2. -羟基-4-硝

22、基苯基二乙基磷酸酯3. 杀敏松 4. 甲基对硫磷 5.对硫磷52 1.8 液相色谱液相色谱-原子荧光联用系统原子荧光联用系统 气液分离器气液分离器原子荧光光谱仪原子荧光光谱仪废液废液12HCIKBH4液相色谱仪液相色谱仪聚四氟乙烯管聚四氟乙烯管冷凝管冷凝管微波消化管微波消化管紫外灯紫外灯泵泵一、仪器结构一、仪器结构53 二、二、LC-原子荧光联用仪在环境监测中的应用原子荧光联用仪在环境监测中的应用 分离测定有机砷、有机汞等化合物，如可分离测定有机砷、有机汞等化合物，如可对氯化甲基汞（对氯化甲基汞（MMC）、绿化乙基汞）、绿化乙基汞 （EMC）、氯化苯基汞（）、氯化苯基汞（PMC）、氯化汞）、氯

23、化汞 4种汞化合物进行有效地分离分析。种汞化合物进行有效地分离分析。54 2、新型监测方法与技术、新型监测方法与技术 2.1. 超临界流体色谱法超临界流体色谱法(SFC) ( Supercritical Fluid Chroatography) 55一、一、SFC的仪器结构：的仪器结构： 色谱炉箱色谱炉箱SFC毛细管拄毛细管拄高压泵高压泵高压泵高压泵阻尼器阻尼器检测器检测器进样系统进样系统56进样进样 SFC毛细管柱毛细管柱分流器分流器FIDCLNDFID与与CLND双通道检测器流程图双通道检测器流程图FID 火焰离子化检测器火焰离子化检测器CLND 化学发光氮检测器化学发光氮检测器57 红外

24、检测器红外检测器红外光束红外光束流出物流出物移动移动支持体支持体SFC58 二二. 固定相固定相 三三. 流动相流动相 四四. SFC在环境样品分析监测中的应用在环境样品分析监测中的应用59 1. 多环芳烃多环芳烃 可在可在6分钟内对分钟内对 萘、苊、二气苊、芴、菲、蒽、荧蒽、萘、苊、二气苊、芴、菲、蒽、荧蒽、 芘、苯芘、苯a蒽、苯蒽、苯b荧蒽、苯荧蒽、苯k荧蒽、荧蒽、 苯苯a芘、二苯芘、二苯ah蒽、茚蒽、茚1,2,3-cd芘、苯芘、苯ghi苝等多环芳烃进行有效的分离分析。苝等多环芳烃进行有效的分离分析。 60 SFC-MS联用分离测定多环芳烃联用分离测定多环芳烃61 2. SFC-MS分离分

25、析农药残留物分离分析农药残留物（氯甲桥萘）（氧桥氯甲桥萘） 3. 3. 汽油类的分析汽油类的分析62 2.2 离子色谱（离子色谱（IC）及其在环境）及其在环境 分析监测中的应用分析监测中的应用 一一. IC的基本原理的基本原理63 1、离子色谱的基本装置离子色谱的基本装置 AB双柱离子色谱装置双柱离子色谱装置单柱离子色谱装置单柱离子色谱装置抑制柱抑制柱抑制柱抑制柱数据处理系统数据处理系统电导池64 2. IC的柱填料（固定相）的柱填料（固定相） 柱填料的性质决定柱填料的性质决定分离分离 机理机理、流动流动 相组成相组成及及检测方式检测方式的选择。的选择。 IC中应用最广的固定相是有机高聚物中应

26、用最广的固定相是有机高聚物 离子交换剂。离子交换剂。 65 有机高聚物离子交换剂：有机高聚物离子交换剂： 由由基质（基质（载体或单体载体或单体）和和功能基团功能基团组成组成基质基质功能基团功能基团离子交换柱离子交换柱柱填料柱填料可被交换的离子可被交换的离子66基质：基质： 数数m数十数十m粒径的均匀高聚物球形颗粒。粒径的均匀高聚物球形颗粒。 作为功能基的载体，用得最多的是高交联度的作为功能基的载体，用得最多的是高交联度的多多 孔聚苯乙烯孔聚苯乙烯-二乙烯基苯二乙烯基苯（DS-DVB）微球。）微球。功能基功能基：带有离子交换基团的物质。：带有离子交换基团的物质。 阴离子阴离子交换功能基主要是交换

27、功能基主要是季胺基季胺基。 阳离子阳离子交换功能基主要是交换功能基主要是弱酸基弱酸基（羧基、磷酸基、（羧基、磷酸基、 磺酸基）。磺酸基）。 功能基与基质之间通过功能基与基质之间通过共价键、氢键、库仑力共价键、氢键、库仑力、 吸引力吸引力等连接。等连接。67 分离柱的分离柱的选择性选择性受树脂基质的受树脂基质的组成、孔度组成、孔度和和交交 联度联度的影响。的影响。 基质的基质的孔度孔度有三种（对阴离子），即：有三种（对阴离子），即：（1）微孔基质微孔基质的胶乳阴离子交换树脂，的胶乳阴离子交换树脂，柱容量较低。柱容量较低。（2）大孔基质大孔基质的接枝阴离子交换树脂的接枝阴离子交换树脂,柱容量中等柱

28、容量中等（3）超大孔基质超大孔基质的胶乳阴离子交换树脂，的胶乳阴离子交换树脂，柱容柱容 量较高。量较高。 高容量柱对弱保留成分和高浓度组分存高容量柱对弱保留成分和高浓度组分存 在下痕量成分的分析有明显优势。在下痕量成分的分析有明显优势。68 3、IC的类型的类型 离子色谱可分为：离子色谱可分为： 高效离子交换色谱高效离子交换色谱 (HPIC) 离子排斥色谱离子排斥色谱 (HPIEC) 离子对色谱离子对色谱 (MPIC) 69（1）、）、高效离子交换色谱高效离子交换色谱(HPIC) 分离机理分离机理 ： 是基于离子交换树脂上是基于离子交换树脂上可离解的离子可离解的离子与与流动相中具有流动相中具有

29、相同电荷的淋洗离子相同电荷的淋洗离子和和溶质离溶质离子子之间进行的之间进行的可逆交换可逆交换，依据这些离子对交，依据这些离子对交换剂有换剂有不同的亲和力不同的亲和力而被分离。而被分离。 这种分离方式主要用于亲水性这种分离方式主要用于亲水性阴、阳阴、阳离离子的分离，如用子的分离，如用NaOH做淋洗液分离分析水做淋洗液分离分析水中的中的F-、CI-、SO4= 等。等。 70 (2)、离子排斥（阻）色谱、离子排斥（阻）色谱（HPIEC） 通常用较大的分离柱（通常用较大的分离柱（9mm250mm) 柱填料：柱填料：H+型强酸性型强酸性阳离子阳离子交换树脂交换树脂 71 分离原理：分离原理： 将将强电解

30、质强电解质从具有高密度电荷的树从具有高密度电荷的树 脂中脂中排出排出，仅让，仅让弱电解质弱电解质扩散通过半扩散通过半 透膜透膜进入树脂微孔进入树脂微孔，由于不同的电解质，由于不同的电解质 与树脂与树脂官能团官能团之间具有不同的之间具有不同的极性引力极性引力 以及与树脂以及与树脂烃部分烃部分之间具有不同的之间具有不同的范德范德 华力和吸附力华力和吸附力而使它们在树脂上而使它们在树脂上滞留程度产滞留程度产生差异生差异而得以分离。而得以分离。 72 4. 抑制器的作用（工作原理）抑制器的作用（工作原理） 例：分离阴离子例：分离阴离子X ; X =F 、C1、SO4=等 淋洗液淋洗液：NaOH、Na2

31、CO3 分离柱分离柱： 阴离子阴离子交换树脂交换树脂抑制柱抑制柱： 强酸型强酸型阳离子阳离子交换树脂交换树脂73F CI SO4-=NaOHFCIFCISO4-=OH-分离柱分离柱抑制柱抑制柱 电导检测器电导检测器无无 OH-淋洗液淋洗液H+强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂74 淋洗液：淋洗液： NaOH 、Na2CO3 R-SO3HNaOHR-SO3NaH2O 低电导低电导 被测离子：被测离子： X R-SO3HNaXR-SO3Na+HX 高电导高电导75F时间时间76 5. 自动再生连续工作的阴离子抑制器：自动再生连续工作的阴离子抑制器： 阳极室阳极室阴极室阴极室阳离子交换膜阳离子

32、交换膜阳离子交换膜阳离子交换膜77 二、离子色谱在环境分析中的应用二、离子色谱在环境分析中的应用 1.无机无机阴、阴、阳阳离子的分离分析离子的分离分析78 2. 典型的典型的阳阳离子的分离分析（如过渡金属离离子的分离分析（如过渡金属离 子）子） 时间吸光度793. 典型的典型的阴阴离子的分离分析离子的分离分析时间时间80 4. 有机离子的分离分析有机离子的分离分析 有机酸的分离分析有机酸的分离分析81 5. 抗生素的分析抗生素的分析 时间82 6. 元素的形态、价态分离分析元素的形态、价态分离分析 IC-ICP-MS联用分离分析砷化物联用分离分析砷化物83 2.3 可移动激光质谱技术可移动激光

33、质谱技术 一、引言一、引言 激光质谱技术是激光质谱技术是紫外光谱紫外光谱和和飞行时间质飞行时间质谱两者谱两者相结合的方法，两者之间连接的环节相结合的方法，两者之间连接的环节是共振增强多光子电离技术是共振增强多光子电离技术(REMPI) 。84 1. 仪器结构仪器结构可移动激光质谱仪结构示意图可移动激光质谱仪结构示意图微通道板 飞 行 管电离规机械泵电离室热偶规85机械泵机械泵气体入口气体入口准分子激光器准分子激光器电离室电离室 飞行管飞行管分子泵分子泵进样针管进样针管86 准分子激光器准分子激光器是气体激光器家族中一名是气体激光器家族中一名非常特殊的成员，其工作物质由惰性气体非常特殊的成员，其

34、工作物质由惰性气体（氖、氩、氪、氙等）和卤族元素（氟、氯、（氖、氩、氪、氙等）和卤族元素（氟、氯、溴等）组成，在基态，呈两种原子气体混合溴等）组成，在基态，呈两种原子气体混合状，被短脉冲电流激发到激光高能级时生成状，被短脉冲电流激发到激光高能级时生成化合物，化合物的每个分子由两种气体各贡化合物，化合物的每个分子由两种气体各贡献献1个原子组成，这就是个原子组成，这就是“准分子准分子”这一名称这一名称的来历。的来历。 准分子激光器最常见的有氟化氩（准分子激光器最常见的有氟化氩（ArF）、）、氟化氪（氟化氪（KrF）、氯化氙（）、氯化氙（XeCI）等，这类）等，这类激光器一般以短脉冲方式工作在激光器

35、一般以短脉冲方式工作在紫外紫外波段。波段。87 分子泵分子泵 分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给气分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵排气口后为前级抽走的一种真空泵。这种泵具体可。这种泵具体可分为：分为：1)牵引分子泵牵引分子泵 气体分子与高速运动的转子相气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。2)涡轮分子涡轮分子泵泵 靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。这

36、种泵通常在分子流状态下工作。实现抽气的。这种泵通常在分子流状态下工作。3)复合分子泵复合分子泵 它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。组合起来的一种复合型的分子真空泵。 88 2. 激光质谱法原理激光质谱法原理 （1）紫外光谱）紫外光谱 （2）共振增强多光子电离过程）共振增强多光子电离过程 （3）飞行时间质谱）飞行时间质谱 3. 激光质谱法的特点激光质谱法的特点89 二、应用：应用： 摩托车尾气测到的污染物种类摩托车尾气测到的污染物种类90 2.4 环境监测中的光声光谱技术环境监测中的光声光谱技术 一、一、引言：引言： 光声光谱法

37、就是测定由光能转变成的热光声光谱法就是测定由光能转变成的热能的光谱法能的光谱法91 实验过程：实验过程： 样品盒样品盒斩波或调制斩波或调制传声器传声器入射光入射光92二、光声光谱仪结构二、光声光谱仪结构 恒温槽恒温槽光声池光声池微音器微音器光源光源斩波器斩波器数据处理数据处理分光系统分光系统波长驱波长驱动装置动装置前置放大器前置放大器锁相放大器锁相放大器93 三、光声光谱的特点三、光声光谱的特点 四、在环境监测中的应用四、在环境监测中的应用 1. 大气污染物的监测大气污染物的监测 O3、NO、NH2D、ND3、C2H4等分子的等分子的测定测定 NO 、OH 、HO2 、NH2 、HCO 等自等自由基的测定由基的测定 过氧化酰基亚硝酸盐的测定过氧化酰