安全檢測第十二節(jié)課

課題內(nèi)容:主要環(huán)境污染物的檢測教學(xué)目的：讓學(xué)生初步了解環(huán)境污染物檢測的基本知識(shí)

教學(xué)方法：演示法、講授法重點(diǎn)：1.環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容

2.污染物的檢測方法難點(diǎn)：污染物的檢測方法能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生對環(huán)境污染物檢測方法的應(yīng)用能力。課堂類型：新授課教具：多媒體教學(xué)設(shè)備

授課班級安管1203安管1204

第

21

次課

授課時(shí)間3月26日星期三3月26日星期三

授課地點(diǎn)知602知402第三章有毒有害物質(zhì)的檢測CONTENT環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容污染物的檢測方法水質(zhì)中污染物的檢測大氣污染物檢測環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容一、根據(jù)環(huán)境檢測的對象分為：（1）水污染監(jiān)測（2）大氣污染物監(jiān)測（3）固體廢物監(jiān)測（4）生物監(jiān)測（5）生態(tài)監(jiān)測（6）物理污染監(jiān)測二、按污染物形態(tài)分為：（1）氣體污染物（2）液體污染物（3）固體污染物污染物的檢測方法

（1）化學(xué)分析法

a、重量分析法將待測物質(zhì)以沉淀的形式析出，經(jīng)過過濾、烘干、用天平稱量其質(zhì)量，通過計(jì)算得出待測物含量。污染物的檢測方法b、容量分析法是根據(jù)一種已知濃度的試劑（滴定液）和被測的物質(zhì)作用時(shí)所消耗的體積，來計(jì)算被測物質(zhì)的含量。這一方法是通過滴定來實(shí)現(xiàn)的。包括：①中和法；②非水滴定法；③銀量法；④絡(luò)合量法；⑤氧化還原法；⑥重氮化法等。滴定分析法（容量分析法）

滴定分析法是將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液，滴加到被測物質(zhì)的溶液中，直到所加的試劑與被測物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量定量反應(yīng)為止，根據(jù)試劑溶液的濃度和消耗的體積，計(jì)算被測物質(zhì)的含量。

滴定分析法（容量分析法）

這種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液稱為滴定液。將滴定液從滴定管中加到被測物質(zhì)溶液中的過程叫做滴定。

滴定分析法（容量分析法）

當(dāng)加入滴定液中物質(zhì)的量與被測物質(zhì)的量按化學(xué)計(jì)量定量反應(yīng)完成時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了計(jì)量點(diǎn)。在滴定過程中，指示劑發(fā)生顏色變化的轉(zhuǎn)變點(diǎn)稱為滴定終點(diǎn)。滴定分析基礎(chǔ)知識(shí)滴定液滴定液系指已知準(zhǔn)確濃度的溶液，它是用來滴定被測物質(zhì)的。滴定液的濃度用“XXX滴定液（YYYmol/L）”表示。滴定分析基礎(chǔ)知識(shí)

滴定液必須規(guī)定使用期。除特殊情況另有規(guī)定外，一般規(guī)定為一到三個(gè)月，過期必須復(fù)標(biāo)。出現(xiàn)異常情況必須重新標(biāo)定。有關(guān)基本概念及公式：

15*以配位滴定法為例●利用形成配位化合物的反應(yīng)進(jìn)行滴定分析的方法，稱為配位滴定法。如用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定氰化物時(shí):Ag+與CN-的配位反應(yīng)：Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-返回

16*以配位滴定法為例當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)：Ag++Ag(CN)2-=Ag[Ag(CN)2]↓(白)返回

17*以配位滴定法為例●無機(jī)配位劑與有機(jī)配位劑

單基配位體：提供一對電子以形成配價(jià)鍵的配位體。多基配位體：提供兩對或更多對電子以形成配價(jià)鍵的配位體返回

18*●配位劑的特點(diǎn)無機(jī)配位劑：（1）不穩(wěn)定；（2）逐級配位，各級穩(wěn)定常數(shù)相差小。返回

19*有機(jī)配位劑：（1）穩(wěn)定性好；（2）組成一定?！衽湮换衔锏姆€(wěn)定性多用穩(wěn)定常數(shù)表示，而酸堿多用解離常數(shù)表示。目前應(yīng)用最多的是有機(jī)配位劑。返回

20*●

三種常數(shù)逐級穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)逐級解離常數(shù)K不穩(wěn)累積穩(wěn)定常數(shù)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穩(wěn)越大，配位離子越穩(wěn)定。對MLn：βn=K穩(wěn)1.K穩(wěn)2......K穩(wěn)n

●

配位滴定反應(yīng)具備條件（1）配合物的穩(wěn)定常數(shù)足夠大；（2）配合比固定；（3）反應(yīng)速度快；（4）有適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ甘窘K點(diǎn)。

22*無機(jī)配位劑應(yīng)用較少，許多配位劑滴定條件難以控制，常用氨羧配位劑，含有氨基二乙酸，如乙二胺四乙酸（EDTA）。三、小結(jié)：

1.環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容

2.污染物的檢測方法---化學(xué)分析法（2）儀器分析法色譜分析法（氣相色譜法）吸光光度法原子吸收光譜法

氣相色譜分析法色譜法色譜法又名色層法、層析法，是一種用以分離、分析多組分混合物質(zhì)的極有效的物理及物理化學(xué)分析方法。色譜法的特點(diǎn)①分離效能高②靈敏度高③快速④應(yīng)用廣泛DGC-6890型氣相色譜儀氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)和分析流程圖4-46氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)分析流程示意圖氣固色譜和氣液色譜基本概念氣固色譜的固定相是多孔性的固體吸附劑；氣液色譜的固定相是由擔(dān)體表面涂固定液組成。分離原理

由于固定相對試樣氣體的溶解或吸附的能力將不同，易被溶解或吸附的組分，揮發(fā)或脫附較難，隨載氣移動(dòng)的速度慢，在柱內(nèi)停留的時(shí)間長；反之，不易被溶解或吸附的組分隨載氣移動(dòng)的速度快，在柱內(nèi)停留的時(shí)間短，所以，經(jīng)過一定的時(shí)間間隔（一定柱長）后性質(zhì)不同的組分便彼此分離。

被分離后的單一組分隨載氣進(jìn)入檢測器的系統(tǒng)，獲得非電量轉(zhuǎn)換，將化學(xué)成分轉(zhuǎn)變成與其濃度成正比的電信號(hào)，然后通過這些電信號(hào)的不同來分析樣品成分。

分配系數(shù)K和分配比k分配系數(shù)K分配比kms：組分在固定相中間的質(zhì)量；

mM：組分在流動(dòng)相中間的質(zhì)量。

K和k：表征了色譜的平衡關(guān)系氣相色譜的固定相氣固色譜

非極性的活性炭極性的Al2O3

氫健型的硅膠高分子多孔微球分子篩石墨化炭黑、碳多孔小球氣液色譜

擔(dān)體硅藻土型：紅色擔(dān)體和白色擔(dān)體

非硅藻土型：氟擔(dān)體和玻璃微球擔(dān)體固定液選擇分離極性組分

分離非極性組分

分離非極性和極性的(或易被極化的)混合物

對于能形成氨鍵的組分

對于復(fù)雜的難分離的組分

氣相色譜分析理論基礎(chǔ)氣相色譜流出曲線圖4-46氣相色譜流出曲線氣相色譜基本術(shù)語基線保留時(shí)間tR

死時(shí)間tM

調(diào)整保留時(shí)間tR’

保留體積VR

死體積VM

調(diào)整保留體積VR’

相對保留值r21

區(qū)域?qū)挾确寤鶎挾萕b

半峰寬Y1/2

峰高h(yuǎn)

吸光光度法吸光光度法：基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立的分析方法稱為吸光光度法，包括比色法，可見分光光度法及紫外分光光度法等。比色分析：比較顏色的深淺來測定物質(zhì)的濃度。分光光度法：使用分光光度計(jì)測量物質(zhì)的吸光程度以確定其濃度的方法。分光光度法的特點(diǎn)：①靈敏、準(zhǔn)確、快速及選擇性好②檢測濃度下限：10-5－10-6mol/L。③檢測相對誤差：2%－5%。吸光光度法的基本原理物質(zhì)對光的選擇性吸收－溶液對光的作用

圖4-1溶液對光的作用示意圖物質(zhì)對光的選擇性吸收－物質(zhì)的顏色物質(zhì)的顏色

物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是物質(zhì)對不同波長的光選擇性吸收的結(jié)果，溶液的顏色有透過光的顏色決定。表4-1物質(zhì)顏色與吸收光顏色的互補(bǔ)關(guān)系吸收的基本性質(zhì)和物質(zhì)吸收光的選擇性吸收的基本性質(zhì)

M+hν

→

M*(基態(tài))(激發(fā)態(tài))物質(zhì)吸收光的選擇性分子、原子或離子具有不連續(xù)的量子化能級，僅當(dāng)照射光光子的能量(hv)與被照射物質(zhì)粒子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量之差相當(dāng)時(shí)才能發(fā)生吸收。不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的量子化能級。能級和吸收曲線圖4-2雙原子分子的能級圖4-3鄰二氮雜菲亞鐵溶液的吸收曲線

分光光度計(jì)及其基本部件圖4-7721型分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖光度計(jì)基本部件：

光源單色器吸收池(參比池)檢測系統(tǒng)紫外吸收光譜法簡介基本概念紫外吸收光譜法的基礎(chǔ)是物質(zhì)對紫外光選擇性吸收，原理與可見分光光度法相同。定量分析原理：朗伯-比爾定律光源：氫燈或氖燈光學(xué)材料：石英玻璃檢測器：對紫外光有靈敏的響應(yīng)有機(jī)化合物電子躍遷的類型

圖4-21常見電子能級躍遷及對應(yīng)波長范圍和強(qiáng)度C-C鍵和C-H鍵-C-OH雙鍵、三鍵上的價(jià)電子躍遷-C＝O、-C＝N影響紫外吸收光譜的因素溶劑的影響考慮溶劑極性的變化溶劑pH的影響溶劑pH值的影響被測物質(zhì)具有酸性或堿性基團(tuán)空間效應(yīng)分子中是否存在空間阻礙紫外吸收光譜法的應(yīng)用計(jì)算λmax，確定化合物的種類。比較吸收光譜，認(rèn)定待測樣品與已知標(biāo)準(zhǔn)物是否含相同的生色團(tuán)。確定同分異構(gòu)體和順反異構(gòu)。物質(zhì)純度的檢查。光度法在環(huán)境監(jiān)測方面的實(shí)際應(yīng)用示例納式試劑比色法測定水樣中的氨氮；二苯碳酰二肼分光光度法測定水樣中的六價(jià)鉻；鉬酸銨分光光度法測定水樣中的總磷；4-氨基安替比林分光光度法測定水樣中酚。

原子吸收光譜分析原子光譜法的概念根據(jù)原子外層電子躍遷所產(chǎn)生的光譜進(jìn)行分析的方法，稱為原子光譜法。原子光譜法的分類原子發(fā)射光譜法原子吸收光譜法原子熒光光譜法。原子吸收光譜原子吸收光譜法：基于測量試樣所產(chǎn)生的原子蒸氣中基態(tài)原子對其特征譜線的吸收，從而定量測定化學(xué)元素的方法。圖4-22原子吸收示意圖

原子吸收法的特點(diǎn)靈敏度高，檢測下限10-9g/ml-10-12g/ml。

選擇性好，準(zhǔn)確度高。單一元素特征譜線測定，多數(shù)情況無干擾。

測量范圍廣。測定70多種元素。

操作簡便，分析速度快。

原子吸收法基本原理共振線基本概念

電子從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)，為共振躍遷，所產(chǎn)生的譜線稱為共振吸收線；當(dāng)電子從第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)時(shí)，則發(fā)射出同樣頻率的譜線，稱為共振發(fā)射線。對大多數(shù)元素來說，共振線是指元素所有譜線中最靈敏的線。特征譜線

各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同。不同元素的原子從基態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)態(tài)（或由第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)）時(shí)，吸收（或發(fā)射）的能量不同，因此各種元素的共振線各有不同，稱之為特征譜線。

吸收線及其基本概念

圖4-24吸收線輪廓圖圖4-25吸收線半寬度原子吸收法的吸光度吸光度公式：k和K：比例常數(shù)；C：待測元素濃度。原子吸收光譜儀

圖4-26原子吸收光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖水質(zhì)中污染物的檢測1、金屬污染物的檢測非重金屬類污染物檢測（鈣、鎂）重金屬類污染物檢測（汞、鉻、鉛、銅、鋅等）2、非金屬污染物的檢測（氰化物，硫化物）3、有機(jī)污染物檢測3有機(jī)污染物檢測有機(jī)污染物是指以碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有機(jī)物質(zhì)及某些其他可生物降解的人工合成有機(jī)物質(zhì)為組成的污