1、仪器分析在环境监测中的应仪器分析在环境监测中的应用用1光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析电化学分析电化学分析仪器分析仪器分析电导器电导器电位仪电位仪极谱仪极谱仪库仑分析仪库仑分析仪原子发射光谱仪原子发射光谱仪原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪监测荧光仪监测荧光仪红外分光光度计红外分光光度计适时地对地表水质量现状及发展趋势进行评价，对生产和生活设适时地对地表水质量现状及发展趋势进行评价，对生产和生活设施所排废水进行监视性监测是常规环境监测的两项基本任务。原子吸施所排废水进行监视性监测是常规环境监测的两项基本任务。原子吸收光谱分析主要应用于水环境中重金属的监测。龙先鹏收光谱分析主要应用
2、于水环境中重金属的监测。龙先鹏【t t采用火焰原子采用火焰原子吸收光谱法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉元素的含量，在吸收光谱法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉元素的含量，在01010000蝉儿蝉儿范围内，被测元素浓度与吸光度呈线性关系，相关系数不小于范围内，被测元素浓度与吸光度呈线性关系，相关系数不小于0 099909990；最低检出限分别为最低检出限分别为0 000l00l、O O0101、0 000080008、O O0005m0005m玑，相对标准偏差分别玑，相对标准偏差分别为为1 11616、1 12222、1 11515、1 11616；该方法对标准样品的测试结果与国家；该方法对标准样
3、品的测试结果与国家标准方法基本一致，相对偏差均不大于标准方法基本一致，相对偏差均不大于7 7O O。张美月等田以二乙胺基二。张美月等田以二乙胺基二硫代甲酸钠为配位剂、硫代甲酸钠为配位剂、7 7腑腑ton xton x一一114114为表面活性剂，采用浊点萃取一火为表面活性剂，采用浊点萃取一火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉，检测限为焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉，检测限为O O238238斗斗g gL L，富集倍，富集倍数为数为5555，加标回收率为，加标回收率为9898一一102102；分离富集方法简单、安全、快捷，结；分离富集方法简单、安全、快捷，结果令人满意。果令人满意。景丽洁等睬
4、用微波消解法预处理待测土壤，火焰原子吸收分光光景丽洁等睬用微波消解法预处理待测土壤，火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬5种重金属。土壤中锌、种重金属。土壤中锌、铅、镉、铬的相对标准偏差分别为铅、镉、铬的相对标准偏差分别为12、19、12、52和和18。方法简便、灵敏、准确，适用于污染土壤中重金属含量的测定。卢卫方法简便、灵敏、准确，适用于污染土壤中重金属含量的测定。卢卫【t鼍采鼍采用悬浮液进样平台石墨炉原子吸收法测定土壤的痕量汞，精密度为用悬浮液进样平台石墨炉原子吸收法测定土壤的痕量汞，精密度为59，检出限达到，检出限达到
5、1210-129。宫青宇。宫青宇(11睬用直接固体进样、添加基体改睬用直接固体进样、添加基体改进剂技术测定土壤中重金属铅含量，避免了土壤中复杂基体的影响，实进剂技术测定土壤中重金属铅含量，避免了土壤中复杂基体的影响，实现了土壤样品中铅的快速分析。王北洪等现了土壤样品中铅的快速分析。王北洪等1鼍采用了鼍采用了“硝酸一氢氟酸一过硝酸一氢氟酸一过氧化氢氧化氢”三酸消化体系和密封高压消解罐法对土壤样品进行消化，以原三酸消化体系和密封高压消解罐法对土壤样品进行消化，以原子吸收光谱法测定其中的铜、锌、铅、铬、镉。结果表明：采用该法测定土子吸收光谱法测定其中的铜、锌、铅、铬、镉。结果表明：采用该法测定土壤中
6、的重金属时，测定结果准确可靠，实验条件易于控制，能够满足环壤中的重金属时，测定结果准确可靠，实验条件易于控制，能够满足环境监测分析的要求，可以作为一种可行的土壤重金属元素分析方法。境监测分析的要求，可以作为一种可行的土壤重金属元素分析方法。程滢等程滢等”把河流底泥经过氢氟酸和高氯酸消化，用火焰原子吸收把河流底泥经过氢氟酸和高氯酸消化，用火焰原子吸收法测定其中的铜，获得较好的结果。王畅等法测定其中的铜，获得较好的结果。王畅等I唰用流动注射系统中串联唰用流动注射系统中串联的阴、阳离子交换微型柱分离、的阴、阳离子交换微型柱分离、NH4N03+抗坏血酸和抗坏血酸和H。s04两种洗脱液两种洗脱液同时逆向
7、洗脱，实现了对底泥可利用态铬中同时逆向洗脱，实现了对底泥可利用态铬中c“)和和C“)同时在线分同时在线分离和原子吸收光谱法测定。在交换时间离和原子吸收光谱法测定。在交换时间2 Illin，洗脱，洗脱50 s，c“)和和cr()回收率分别为回收率分别为854一一948和和967一一106。方法简便快速，线性范围。方法简便快速，线性范围宽。宽。邹晓春等旧以微孔滤膜采样、钯或镍作改进剂，用石墨炉原子吸收光邹晓春等旧以微孔滤膜采样、钯或镍作改进剂，用石墨炉原子吸收光谱法测定居住区大气中硒，检出限为谱法测定居住区大气中硒，检出限为345 n咖咖L线性范围为。一线性范围为。一50n斫斫IlL，回收率回收率
8、946一一1020；其中砷对测定硒有一定干扰，其它金属元素对；其中砷对测定硒有一定干扰，其它金属元素对测定无干扰。邹饶春在此基础上又对居住区大气中的镍进行了测定，检测定无干扰。邹饶春在此基础上又对居住区大气中的镍进行了测定，检出限为出限为012 n虮虮IlL，线性范围为，线性范围为o_35 n咖咖L，回收率为，回收率为9511021，其，其他金属元素对测定镍未见明显干扰。他金属元素对测定镍未见明显干扰。冯新斌等冯新斌等“嚷寸原有的光谱仪器进行简单改装，建立了两次金汞齐一嚷寸原有的光谱仪器进行简单改装，建立了两次金汞齐一冷原子吸收光谱法测定大气中的微量气态总汞的方法，检出限达到冷原子吸收光谱法测
9、定大气中的微量气态总汞的方法，检出限达到005rIg；100斗斗L饱和汞蒸气连续测定结果表明其相对标准偏差饱和汞蒸气连续测定结果表明其相对标准偏差14l。在在O一一20Ilg汞量范围内标准工作曲线线性关系良好。并且运用该法，对汞量范围内标准工作曲线线性关系良好。并且运用该法，对贵州省万山汞矿、丹寨汞矿、清镇汞污染农田、省农科院和中国科学院贵州省万山汞矿、丹寨汞矿、清镇汞污染农田、省农科院和中国科学院地球化学研究所等地大气气态总汞进行了测定。地球化学研究所等地大气气态总汞进行了测定。综上所述，原子吸收光谱法在环境监测分析中应用取得了不少成综上所述，原子吸收光谱法在环境监测分析中应用取得了不少成果
10、，但在应用范围上还有待扩大，如在污染物的化学形态研究上尚待深果，但在应用范围上还有待扩大，如在污染物的化学形态研究上尚待深入等。总之，随着环境监测事业的发展，原子吸收光谱法因具有其它方入等。总之，随着环境监测事业的发展，原子吸收光谱法因具有其它方法所不能比拟的优势，必将在环境化学分析中展现广阔的应用前景。法所不能比拟的优势，必将在环境化学分析中展现广阔的应用前景。高压液相色谱仪气相色谱仪气相色谱仪多毛细管电泳装置示意图多毛细管电泳装置示意图 大气中微量大气中微量-氧化碳的分析氧化碳的分析 汽车尾气中含有一氧化碳，工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳，都污汽车尾气中含有一氧化碳，工业锅炉和家
11、用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳，都污染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产SP-2307SP-2307色谱仪具有转化装置，色谱仪具有转化装置，使使COCO转化为转化为CH4CH4。CO+3H2NiCO+3H2Ni催化催化/380CH4+H2O/380CH4+H2O色谱柱固定相可用色谱柱固定相可用5A5A筛分子，筛分子，GDX-104,PorpakQGDX-104,PorpakQ等，以分子筛为例，等，以分子筛为例，13X13X或或5A5A分子筛分子筛60806080目（先经目（先经500550500550活活化化2 2小时）以氢气载气小时）以氢
12、气载气,57ml/nin;,57ml/nin;氢焰检测器；空气氢焰检测器；空气400ml/min;400ml/min;尾吹氮气尾吹氮气80ml/min80ml/min。柱长柱长2m2m，内径，内径2mm,2mm,柱温柱温36,36,检测室检测室130130，转化炉，转化炉380v;380v;进样量进样量1mm1mm。可测大气中。可测大气中ppmppm级一氧化碳。级一氧化碳。空气中苯系物的分析空气中苯系物的分析 常用的方法是用长常用的方法是用长2m,2m,内径内径3mm3mm的柱子；内填充的柱子；内填充10%PEG20M/10110%PEG20M/101白担体白担体60806080目；目；柱温柱
13、温120,120,汽化室汽化室 150,150,检测室检测室150;150;载气氮流速载气氮流速60ml/min60ml/min；57ml/nin;57ml/nin;氢焰检测器；氢焰检测器；氢氢35ml/min,35ml/min,空气空气400ml/min400ml/min。对苯、甲苯、二甲苯分离很好。也可用非极性的阿皮。对苯、甲苯、二甲苯分离很好。也可用非极性的阿皮松或角鲨烷涂渍的柱子。若需对二甲苯三个异构体完全分离，可用有机皂土与邻苯松或角鲨烷涂渍的柱子。若需对二甲苯三个异构体完全分离，可用有机皂土与邻苯二甲酸二壬酯混合固定液涂在二甲酸二壬酯混合固定液涂在62016201担体上，或采用有机
14、皂土与双甘油混合固定液，担体上，或采用有机皂土与双甘油混合固定液，三个体都可得到很好的分离。三个体都可得到很好的分离。62016201为吸附剂，吸附温度为吸附剂，吸附温度-78-78，脱附，脱附100100，浓缩，浓缩100100倍，回收率倍，回收率100%,100%,色谱柱色谱柱40%N,N-40%N,N-双双9_9_氰乙基）甲酰胺氰乙基）甲酰胺/6201,80100/6201,80100目，柱温目，柱温100100氢焰检测器，苯最小氢焰检测器，苯最小5ppb5ppb。气相色谱法不仅是分析检测有机污染物不可缺少的重要方法，气相色谱法不仅是分析检测有机污染物不可缺少的重要方法，近年来，在分析水
15、体中某些微量金属元素方面也取得了一定的发近年来，在分析水体中某些微量金属元素方面也取得了一定的发展。现在能够利用气相色谱法分析的金属元素有硒、铍、铜等。展。现在能够利用气相色谱法分析的金属元素有硒、铍、铜等。分析检测硒的方法是利用分析检测硒的方法是利用1，2一领苯二胺或衍生物在酸性溶液一领苯二胺或衍生物在酸性溶液中与四价硒反应，当中与四价硒反应，当OPDA试剂足够量时，可定量地生成挥发试剂足够量时，可定量地生成挥发性的、可被有机萃取为苯丙硒二唑化合物，然后利用带电子捕获性的、可被有机萃取为苯丙硒二唑化合物，然后利用带电子捕获检测器的气相色谱仪测定其含量。检测器的气相色谱仪测定其含量。我国水资源
16、存在洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化三大问题，我国水资源存在洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化三大问题，尤其是水环境恶化、水污染问题更为严重，在水污染问题中，有尤其是水环境恶化、水污染问题更为严重，在水污染问题中，有机污染呈加重趋势。新疆水资源相对比较匮乏，水生态系统比较机污染呈加重趋势。新疆水资源相对比较匮乏，水生态系统比较脆弱。近几年随着西部大开发战略的实施，加大了对油气资源的脆弱。近几年随着西部大开发战略的实施，加大了对油气资源的开采、加工和运输，以及一些相关化工、能源企业的增多给新疆开采、加工和运输，以及一些相关化工、能源企业的增多给新疆的水体有机物污染埋下了巨大的隐患。同时大量的农田退水汇
17、入的水体有机物污染埋下了巨大的隐患。同时大量的农田退水汇入河道，是水体中有机农药的主要来源。利用气相色谱法的特点，河道，是水体中有机农药的主要来源。利用气相色谱法的特点，水环境监测工作者可以快速、准确地分析水体中的苯、甲苯、二水环境监测工作者可以快速、准确地分析水体中的苯、甲苯、二甲苯、丁苯萘、有机氯、有机溴和硫、磷农药残留物等甲苯、丁苯萘、有机氯、有机溴和硫、磷农药残留物等50多种多种有机毒物污染情况，为新疆水资源保护和管理提供可靠的依据。有机毒物污染情况，为新疆水资源保护和管理提供可靠的依据。质谱仪质谱仪核磁共振仪核磁共振仪l含水层被烃类污染情况的探测含水层被烃类污染情况的探测SNMR S
18、NMR 方法探查地下水已取得了明显的成效方法探查地下水已取得了明显的成效、。而该方法探查诸如烃类物质中含有质子。而该方法探查诸如烃类物质中含有质子的的液体，国内外研究的甚少，俄罗斯科学院的专家们，已率先在这方法进行了试验研究，已经证液体，国内外研究的甚少，俄罗斯科学院的专家们，已率先在这方法进行了试验研究，已经证实实该方法试验结果是正确的。该方法试验结果是正确的。俄罗斯的俄罗斯的Shushakov O AShushakov O A等用核磁共振找水仪（等用核磁共振找水仪（-3-3）进行了探测烃类（汽油）污染的）进行了探测烃类（汽油）污染的试验工作。试验工作。-3-3的脉冲宽度的脉冲宽度40ms4
19、0ms，间歇时间为几个毫秒。该仪器能够测定，间歇时间为几个毫秒。该仪器能够测定T1T1和和T2T2及及T2T2*。这些参数对于研究多孔介质孔隙的微结构、逆磁性和顺磁性以及烃类污染是非常重要的。这些参数对于研究多孔介质孔隙的微结构、逆磁性和顺磁性以及烃类污染是非常重要的。探测汽油污染的试验选在两个场地上：第一个场地是在西伯利亚阿巴坎（探测汽油污染的试验选在两个场地上：第一个场地是在西伯利亚阿巴坎（AbakanAbakan）地区叶尼）地区叶尼塞河河岸的一座加油站附近，即在塞河河岸的一座加油站附近，即在5252号钻孔附近已发现储油罐漏油的加油站附近；第二个场地号钻孔附近已发现储油罐漏油的加油站附近；
20、第二个场地是是在远离污染源在远离污染源距加油站距加油站150m150m的河漫滩上。的河漫滩上。在第一个场地（有污染源汽油和地下水）进行在第一个场地（有污染源汽油和地下水）进行SNMRSNMR方法测量时，使用方法测量时，使用4 4个激发脉冲矩：个激发脉冲矩：3273Ams3273Ams、4635Ams4635Ams、5110Ams5110Ams和和5577Ams5577Ams进行激发。从进行激发。从FIDFID记录得到两个弛豫时间常数记录得到两个弛豫时间常数T2T2*（见图（见图1 1），其中一个），其中一个T2T2*为为8 810ms10ms，另一个，另一个T2T2*为为90ms90ms。在第
21、二个场地，在第二个场地，SNMR SNMR 方法用方法用5 5 个激发脉冲矩进行测量，分别为个激发脉冲矩进行测量，分别为3734 Ams3734 Ams、4204Ams4204Ams、4638Ams4638Ams、5129Ams 5129Ams 和和7378Ams7378Ams。从。从FID FID 记录只得到一个记录只得到一个T2T2*为为20 ms 20 ms 的弛豫时间常数（见图的弛豫时间常数（见图2 2），是地下），是地下水的水的NMR NMR 响应。响应。Shushakov O AShushakov O A等认为，图等认为，图1 1中弛豫时间常数中弛豫时间常数90ms90ms是汽油的
22、响应，而短的时间常数（是汽油的响应，而短的时间常数（8 810ms10ms）则是水的响应则是水的响应4 4、5 5。上述解释结果已被钻孔和上述解释结果已被钻孔和NMRNMR测井资料所证实。测井资料所证实。5252号钻孔资料指出，该场地的地下水中溶解号钻孔资料指出，该场地的地下水中溶解的烃类含量为的烃类含量为7.15mg/L7.15mg/L。图。图1 1表明，第一场地的地下水已被烃类（汽油）污染的情况。表明，第一场地的地下水已被烃类（汽油）污染的情况。试验表明，利用试验表明，利用SNMRSNMR方法检测烃类物质中含有质子的液体对地下水污染是有效的。方法检测烃类物质中含有质子的液体对地下水污染是有
23、效的。我国是一个能源消耗大国，主要靠燃烧矿物燃料来发电、供暖和供气，在此过程中排出大量CO2、S02、NOx 和含有重金属及放射性元素的飞灰，造成大气的污染。随着城市的发展和人民生活的提高，城市汽车的增多，汽车尾气超标排放已成为污染大气的另一主要来源。利用NMR 技术，可以降低汽车尾气的污染程度，并已取得明显的效果。相对分子质相对分子质量测定量测定 1 1分子离子峰分子离子峰必须符合氮律，必须符合氮律，有有C C，H H，COCO等等有机化合物中，有机化合物中，有偶数氮（含有偶数氮（含0 0个），分子离个），分子离子峰子峰m/em/e一定是一定是偶数。若有奇偶数。若有奇数数N N，分子离子，分
24、子离子峰峰m/em/e是奇数。是奇数。由于由于C C，H H，N N，O O，S S，X X中，中，只有只有N N化合价是化合价是3 3，奇数，而质，奇数，而质量数是偶数。量数是偶数。2 2观察被确定观察被确定离子峰与邻近离子峰与邻近离子峰的质量离子峰的质量差。差。一般可以失去一般可以失去1-3H1-3H，不能同，不能同时失去时失去4-134-13个个H H。失去失去14-2014-20质量质量单位，不能失去单位，不能失去21-2521-25质量单位。质量单位。化合物中含有化合物中含有ClCl或或BrBr时，可以利用时，可以利用MM与与M+2M+2比例来确定分子离子峰。比例来确定分子离子峰。对
25、卤素有机物，对卤素有机物，F F、I I单一同位素单一同位素35Cl,37Cl 3:1 79Br,81Br 1:135Cl,37Cl 3:1 79Br,81Br 1:1对于多个对于多个ClCl、BrBr化合物，有非常强的化合物，有非常强的M+2M+2，M+4M+4，M+6M+6同位素同位素离子峰，使用（离子峰，使用（a+ba+b）n.a:n.a:轻质同位素丰度轻质同位素丰度b b：重质同位素丰度重质同位素丰度 n:n:同种卤原子的个数同种卤原子的个数n=3 n=3（a+ba+b）3=a3+3a2b+3ab2+b3 a=3 b=13=a3+3a2b+3ab2+b3 a=3 b=1=33+3=33+332 32 1+31+33 3 1 2+11 2+1=27+27+9+1=27+27+9+1M:M+2:M+4:M+6,27:27:9:1M:M+2:M+4:M+6,27:27:9:1
