安全检测第十二节课

课题内容:主要环境污染物的检测教学目的：让学生初步了解环境污染物检测的基本知识

教学方法：演示法、讲授法重点：1.环境监测的内容

2.污染物的检测方法难点：污染物的检测方法能力培养：培养学生对环境污染物检测方法的应用能力。课堂类型：新授课教具：多媒体教学设备

授课班级安管1203安管1204

第

21

次课

授课时间3月26日星期三3月26日星期三

授课地点知602知402第三章有毒有害物质的检测CONTENT环境监测的内容污染物的检测方法水质中污染物的检测大气污染物检测环境监测的内容一、根据环境检测的对象分为：（1）水污染监测（2）大气污染物监测（3）固体废物监测（4）生物监测（5）生态监测（6）物理污染监测二、按污染物形态分为：（1）气体污染物（2）液体污染物（3）固体污染物污染物的检测方法

（1）化学分析法

a、重量分析法将待测物质以沉淀的形式析出，经过过滤、烘干、用天平称量其质量，通过计算得出待测物含量。污染物的检测方法b、容量分析法是根据一种已知浓度的试剂（滴定液）和被测的物质作用时所消耗的体积，来计算被测物质的含量。这一方法是通过滴定来实现的。包括：①中和法；②非水滴定法；③银量法；④络合量法；⑤氧化还原法；⑥重氮化法等。滴定分析法（容量分析法）

滴定分析法是将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止，根据试剂溶液的浓度和消耗的体积，计算被测物质的含量。

滴定分析法（容量分析法）

这种已知准确浓度的试剂溶液称为滴定液。将滴定液从滴定管中加到被测物质溶液中的过程叫做滴定。

滴定分析法（容量分析法）

当加入滴定液中物质的量与被测物质的量按化学计量定量反应完成时，反应达到了计量点。在滴定过程中，指示剂发生颜色变化的转变点称为滴定终点。滴定分析基础知识滴定液滴定液系指已知准确浓度的溶液，它是用来滴定被测物质的。滴定液的浓度用“XXX滴定液（YYYmol/L）”表示。滴定分析基础知识

滴定液必须规定使用期。除特殊情况另有规定外，一般规定为一到三个月，过期必须复标。出现异常情况必须重新标定。有关基本概念及公式：

15*以配位滴定法为例●利用形成配位化合物的反应进行滴定分析的方法，称为配位滴定法。如用AgNO3标准溶液滴定氰化物时:Ag+与CN-的配位反应：Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-返回

16*以配位滴定法为例当滴定达到计量点时：Ag++Ag(CN)2-=Ag[Ag(CN)2]↓(白)返回

17*以配位滴定法为例●无机配位剂与有机配位剂

单基配位体：提供一对电子以形成配价键的配位体。多基配位体：提供两对或更多对电子以形成配价键的配位体返回

18*●配位剂的特点无机配位剂：（1）不稳定；（2）逐级配位，各级稳定常数相差小。返回

19*有机配位剂：（1）稳定性好；（2）组成一定。●配位化合物的稳定性多用稳定常数表示，而酸碱多用解离常数表示。目前应用最多的是有机配位剂。返回

20*●

三种常数逐级稳定常数K稳逐级解离常数K不稳累积稳定常数βi返回如：Ag++NH3Ag(NH3)+β1=K1=103.40，lgβ1=3.40Ag(NH3)++NH3[Ag(NH3)2]+β2=K1.K2=107.40Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+

21*

K稳越大，配位离子越稳定。对MLn：βn=K稳1.K稳2......K稳n

●

配位滴定反应具备条件（1）配合物的稳定常数足够大；（2）配合比固定；（3）反应速度快；（4）有适当的方法指示终点。

22*无机配位剂应用较少，许多配位剂滴定条件难以控制，常用氨羧配位剂，含有氨基二乙酸，如乙二胺四乙酸（EDTA）。三、小结：

1.环境监测的内容

2.污染物的检测方法---化学分析法（2）仪器分析法色谱分析法（气相色谱法）吸光光度法原子吸收光谱法

气相色谱分析法色谱法色谱法又名色层法、层析法，是一种用以分离、分析多组分混合物质的极有效的物理及物理化学分析方法。色谱法的特点①分离效能高②灵敏度高③快速④应用广泛DGC-6890型气相色谱仪气相色谱仪的结构和分析流程图4-46气相色谱仪的结构分析流程示意图气固色谱和气液色谱基本概念气固色谱的固定相是多孔性的固体吸附剂；气液色谱的固定相是由担体表面涂固定液组成。分离原理

由于固定相对试样气体的溶解或吸附的能力将不同，易被溶解或吸附的组分，挥发或脱附较难，随载气移动的速度慢，在柱内停留的时间长；反之，不易被溶解或吸附的组分随载气移动的速度快，在柱内停留的时间短，所以，经过一定的时间间隔（一定柱长）后性质不同的组分便彼此分离。

被分离后的单一组分随载气进入检测器的系统，获得非电量转换，将化学成分转变成与其浓度成正比的电信号，然后通过这些电信号的不同来分析样品成分。

分配系数K和分配比k分配系数K分配比kms：组分在固定相中间的质量；

mM：组分在流动相中间的质量。

K和k：表征了色谱的平衡关系气相色谱的固定相气固色谱

非极性的活性炭极性的Al2O3

氢健型的硅胶高分子多孔微球分子筛石墨化炭黑、碳多孔小球气液色谱

担体硅藻土型：红色担体和白色担体

非硅藻土型：氟担体和玻璃微球担体固定液选择分离极性组分

分离非极性组分

分离非极性和极性的(或易被极化的)混合物

对于能形成氨键的组分

对于复杂的难分离的组分

气相色谱分析理论基础气相色谱流出曲线图4-46气相色谱流出曲线气相色谱基本术语基线保留时间tR

死时间tM

调整保留时间tR’

保留体积VR

死体积VM

调整保留体积VR’

相对保留值r21

区域宽度峰基宽度Wb

半峰宽Y1/2

峰高h

吸光光度法吸光光度法：基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法，包括比色法，可见分光光度法及紫外分光光度法等。比色分析：比较颜色的深浅来测定物质的浓度。分光光度法：使用分光光度计测量物质的吸光程度以确定其浓度的方法。分光光度法的特点：①灵敏、准确、快速及选择性好②检测浓度下限：10-5－10-6mol/L。③检测相对误差：2%－5%。吸光光度法的基本原理物质对光的选择性吸收－溶液对光的作用

图4-1溶液对光的作用示意图物质对光的选择性吸收－物质的颜色物质的颜色

物质呈现的颜色是物质对不同波长的光选择性吸收的结果，溶液的颜色有透过光的颜色决定。表4-1物质颜色与吸收光颜色的互补关系吸收的基本性质和物质吸收光的选择性吸收的基本性质

M+hν

→

M*(基态)(激发态)物质吸收光的选择性分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当照射光光子的能量(hv)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差相当时才能发生吸收。不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级。能级和吸收曲线图4-2双原子分子的能级图4-3邻二氮杂菲亚铁溶液的吸收曲线

分光光度计及其基本部件图4-7721型分光光度计结构示意图光度计基本部件：

光源单色器吸收池(参比池)检测系统紫外吸收光谱法简介基本概念紫外吸收光谱法的基础是物质对紫外光选择性吸收，原理与可见分光光度法相同。定量分析原理：朗伯-比尔定律光源：氢灯或氖灯光学材料：石英玻璃检测器：对紫外光有灵敏的响应有机化合物电子跃迁的类型

图4-21常见电子能级跃迁及对应波长范围和强度C-C键和C-H键-C-OH双键、三键上的价电子跃迁-C＝O、-C＝N影响紫外吸收光谱的因素溶剂的影响考虑溶剂极性的变化溶剂pH的影响溶剂pH值的影响被测物质具有酸性或碱性基团空间效应分子中是否存在空间阻碍紫外吸收光谱法的应用计算λmax，确定化合物的种类。比较吸收光谱，认定待测样品与已知标准物是否含相同的生色团。确定同分异构体和顺反异构。物质纯度的检查。光度法在环境监测方面的实际应用示例纳式试剂比色法测定水样中的氨氮；二苯碳酰二肼分光光度法测定水样中的六价铬；钼酸铵分光光度法测定水样中的总磷；4-氨基安替比林分光光度法测定水样中酚。

原子吸收光谱分析原子光谱法的概念根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析的方法，称为原子光谱法。原子光谱法的分类原子发射光谱法原子吸收光谱法原子荧光光谱法。原子吸收光谱原子吸收光谱法：基于测量试样所产生的原子蒸气中基态原子对其特征谱线的吸收，从而定量测定化学元素的方法。图4-22原子吸收示意图

原子吸收法的特点灵敏度高，检测下限10-9g/ml-10-12g/ml。

选择性好，准确度高。单一元素特征谱线测定，多数情况无干扰。

测量范围广。测定70多种元素。

操作简便，分析速度快。

原子吸收法基本原理共振线基本概念

电子从基态跃迁到能量最低的激发态，为共振跃迁，所产生的谱线称为共振吸收线；当电子从第一激发态跃回基态时，则发射出同样频率的谱线，称为共振发射线。对大多数元素来说，共振线是指元素所有谱线中最灵敏的线。特征谱线

各种元素的原子结构和外层电子排布不同。不同元素的原子从基态激发至第一激发态（或由第一激发态跃回基态）时，吸收（或发射）的能量不同，因此各种元素的共振线各有不同，称之为特征谱线。

吸收线及其基本概念

图4-24吸收线轮廓图图4-25吸收线半宽度原子吸收法的吸光度吸光度公式：k和K：比例常数；C：待测元素浓度。原子吸收光谱仪

图4-26原子吸收光谱仪结构示意图水质中污染物的检测1、金属污染物的检测非重金属类污染物检测（钙、镁）重金属类污染物检测（汞、铬、铅、铜、锌等）2、非金属污染物的检测（氰化物，硫化物）3、有机污染物检测3有机污染物检测有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污