1、环境监测环境监测 环境监测作为环境科学学科体系中的一个环境监测作为环境科学学科体系中的一个重要分支学科，就是通过对重要分支学科，就是通过对影响环境质量影响环境质量因素的代表值因素的代表值的测定，确定环境质量（或的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。污染程度）及其变化趋势。监测过程监测过程 环境监测的过程一般为：现场调查环境监测的过程一般为：现场调查监测监测计划设计计划设计优化布点优化布点样品采集样品采集运送保运送保存存分析测试分析测试数据处理数据处理综合评价等。综合评价等。优先污染物及优先监测优先污染物及优先监测（1）对环境影响大，持续时间长或能在生物体内产）对环境影响大，持续时间长
2、或能在生物体内产 生积累；生积累；（2）已有可靠的监测方法，并能获得准确的数据；）已有可靠的监测方法，并能获得准确的数据；（3）已有确定的环境标准或有其他规定和要求；）已有确定的环境标准或有其他规定和要求；（4）在环境中的量己接近或超过规定的标准值，其）在环境中的量己接近或超过规定的标准值，其 污染趋势还在上升；污染趋势还在上升；（5）样品有广泛的代表性，能反映环境综合质量。）样品有广泛的代表性，能反映环境综合质量。1.5 环境标准环境标准环境保护标准之间的关系环境保护标准之间的关系 国家环境保护标准与地方环境保护标准的关系：国家环境保护标准与地方环境保护标准的关系：执行上，地方环境保护标准优
3、先于国家环境保护标执行上，地方环境保护标准优先于国家环境保护标准执行。准执行。有行业性排放标准的执行行业排放标准，没有行有行业性排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执行综合排放标准。业排放标准的执行综合排放标准。环境质量标准提供了衡量环境质量状况的尺度，环境质量标准提供了衡量环境质量状况的尺度，污染物排放标准为判别污染源是否违法提供了依据，污染物排放标准为判别污染源是否违法提供了依据，同时，方法标准、标准样品标准和基础标准统一了同时，方法标准、标准样品标准和基础标准统一了环境质量标准和污染物排放标准实施的技术要求，环境质量标准和污染物排放标准实施的技术要求，为环境质量标准和污染物排放
4、标准正确实施提供了为环境质量标准和污染物排放标准正确实施提供了技术保障。技术保障。关于国家环境保护标准（关于国家环境保护标准（GB、GB/T）和）和环境保护行业标准（环境保护行业标准（HJ、HJ/T），分别纳），分别纳入到相应的介质分类体系中，不再作专门入到相应的介质分类体系中，不再作专门分类。（注：分类。（注：T代表推荐性标准，其余为强代表推荐性标准，其余为强制性标准）制性标准）第二章第二章水质监测水质监测水体自净和水体环境容量水体自净和水体环境容量污染物进入水体后首先被稀释，随后经过复杂的物理、污染物进入水体后首先被稀释，随后经过复杂的物理、化学和生物转化，使污染物浓度降低、性质发生变化，
5、化学和生物转化，使污染物浓度降低、性质发生变化，水体自然地恢复原样的过程称为自净。水体自然地恢复原样的过程称为自净。自净能力决定着水体的环境容量（洁净水体所能承载自净能力决定着水体的环境容量（洁净水体所能承载的最大污染物量）。的最大污染物量）。生活污水（淀粉、蛋白质、脂肪等）生活污水（淀粉、蛋白质、脂肪等）氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖 CO2、H2O、无机盐、无机盐好氧菌好氧菌水解酶水解酶 受人力、物力和财力的限制，目前我国对受人力、物力和财力的限制，目前我国对水质监测和污水排放标准推行必测项目和水质监测和污水排放标准推行必测项目和选测项目的选测项目的“双轨制双
6、轨制”，而选测项目中大，而选测项目中大多数为有机物测试指标，相信随着测试方多数为有机物测试指标，相信随着测试方法的进一步完善，大型测试仪器普及率的法的进一步完善，大型测试仪器普及率的进一步提高，这些相当数量的选测项目将进一步提高，这些相当数量的选测项目将逐步列入必测项目的行列。逐步列入必测项目的行列。瞬时水样瞬时水样 混合水样混合水样 综合水样综合水样 单独水样单独水样水样采集类型水样采集类型等时混合水样等时混合水样 等比例混合水样等比例混合水样 2.3 2.3 水样的预处理水样的预处理（1）水样消解的目的）水样消解的目的 破坏有机物破坏有机物 溶解悬浮固体溶解悬浮固体 将待测元素转化为单一高
7、价态或转变成将待测元素转化为单一高价态或转变成易于分离的无机物易于分离的无机物（2）水样消解后的要求）水样消解后的要求 透明、澄清、无沉淀透明、澄清、无沉淀 不引入待测组分和干扰组分不引入待测组分和干扰组分 不损失待测组分不损失待测组分水样的消解水样的消解二、富集与分离二、富集与分离（1 1）顶空、气提、蒸馏）顶空、气提、蒸馏 （2 2）萃取法）萃取法（3 3）吸附法）吸附法 （4 4）离子交换法）离子交换法（5 5）共沉淀法）共沉淀法溶剂萃取法溶剂萃取法固相萃取法固相萃取法2.4水样物理指标的测定色度 水的颜色可分为真色和表色两种。水的颜色可分为真色和表色两种。水的表观颜色是由溶解物质及不溶
8、解性悬水的表观颜色是由溶解物质及不溶解性悬浮物产生的颜色，用未经过滤或离心分离的浮物产生的颜色，用未经过滤或离心分离的原始样品测定。原始样品测定。水的真实颜色仅由溶解物质产生的颜色。水的真实颜色仅由溶解物质产生的颜色。用经用经0.45m滤膜过滤或离心后的样品测定。滤膜过滤或离心后的样品测定。适用于清洁水、轻度污染并略带黄色调适用于清洁水、轻度污染并略带黄色调的地面水、地下水和饮用水等。的地面水、地下水和饮用水等。用用氯铂酸钾氯铂酸钾和和氯化钴氯化钴配成与天然水黄色配成与天然水黄色色调相同的标准比色列色调相同的标准比色列,用于水样目视比色用于水样目视比色测定。测定。规定每升水含有规定每升水含有1
9、mg铂铂和和0.5mg钴钴所具所具有的颜色作为一个色度单位有的颜色作为一个色度单位,称为称为1度。度。铂钴标准溶液：称取铂钴标准溶液：称取1.246g氯铂酸钾和氯铂酸钾和1.000g氯化钴，溶氯化钴，溶于于100mL纯水中，加入纯水中，加入100mL盐酸，用纯水定容至盐酸，用纯水定容至1000mL。此标准溶液的色度为。此标准溶液的色度为500度。度。取取50mL透明水样于比色管中。如水样浑浊应先进行离心，透明水样于比色管中。如水样浑浊应先进行离心，取上清液测定。如水样色度过高，可少取水样，加纯水稀取上清液测定。如水样色度过高，可少取水样，加纯水稀释后比色，将结果乘以稀释倍数。释后比色，将结果乘
10、以稀释倍数。另取比色管另取比色管11支，分别加入铂钴标准溶液支，分别加入铂钴标准溶液0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50和和5.00mL，加纯水至刻度，摇匀。配成依次为加纯水至刻度，摇匀。配成依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45和和50度的色列。度的色列。此标准色列可长期使用，但应防止此溶液蒸发及被玷污。此标准色列可长期使用，但应防止此溶液蒸发及被玷污。在光线充足处在光线充足处,将水样与标准色列并列，以白纸为衬底将水样与标准色列并列，以白纸为衬底,使光使光线从底部向上透过比色管，自管口向下垂直观察比色。记线从底部向
11、上透过比色管，自管口向下垂直观察比色。记录与其颜色相当标准管的度数。录与其颜色相当标准管的度数。将样品用纯水稀释至用目视比较与纯水将样品用纯水稀释至用目视比较与纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达颜色的强度，单位为倍。达颜色的强度，单位为倍。同时用目视观察样品，检验颜色性质：同时用目视观察样品，检验颜色性质：颜色的深浅颜色的深浅(无色，浅色或深色无色，浅色或深色)，色调，色调(红、红、橙、黄、绿、蓝和紫等橙、黄、绿、蓝和紫等)，如果可能包括样，如果可能包括样品的透明度品的透明度(透明、混浊或不透明透明、混浊或不透明)。用文字。用文字予以描述。予以描述。
12、结果以稀释倍数值和文字描述相结合表达。结果以稀释倍数值和文字描述相结合表达。残渣 对于实际水样，过滤性残渣和非过滤性残对于实际水样，过滤性残渣和非过滤性残渣是一个相对的值，与所用滤纸的孔径有渣是一个相对的值，与所用滤纸的孔径有关，因此报告结果中必须指明所用滤纸孔关，因此报告结果中必须指明所用滤纸孔径。径。残渣的数量与蒸发温度有密切关系，因为残渣的数量与蒸发温度有密切关系，因为烘干时可因有机物的挥发、机械性吸着、烘干时可因有机物的挥发、机械性吸着、水或结晶水的变化及气体挥发等造成损失，水或结晶水的变化及气体挥发等造成损失，此外还与蒸发时间有关。因此测定残渣时此外还与蒸发时间有关。因此测定残渣时要
13、慎重选择烘干温度和时间。要慎重选择烘干温度和时间。总残渣测定方法是取适量总残渣测定方法是取适量(如如50mL)振荡振荡均匀的水样于称至恒重的蒸发皿中，在蒸均匀的水样于称至恒重的蒸发皿中，在蒸汽浴或水浴上蒸干，移入汽浴或水浴上蒸干，移入103105烘箱烘箱内烘至恒重，增加的重量即为总残渣。计内烘至恒重，增加的重量即为总残渣。计算式如下：算式如下：（AB）10001000 总残渣总残渣(mg/L)=V 式中：式中：A总残渣和蒸发皿重（总残渣和蒸发皿重（g）B蒸发皿重（蒸发皿重（g）；）；V水样体积（水样体积（mL）。）。水样经过滤后留在过滤器上的固体物质，于水样经过滤后留在过滤器上的固体物质，于1
14、03l05烘至恒重得到的物质量称为总不可滤残烘至恒重得到的物质量称为总不可滤残渣量。渣量。它包括不溶于水的泥砂、各种污染物、微生物及它包括不溶于水的泥砂、各种污染物、微生物及难溶无机物等。常用的滤器有滤纸、滤膜、石棉坩难溶无机物等。常用的滤器有滤纸、滤膜、石棉坩埚。由于它们的滤孔大小不一致，故报告结果时应埚。由于它们的滤孔大小不一致，故报告结果时应注明。石棉坩埚常用于过滤酸或碱浓度高的水样。注明。石棉坩埚常用于过滤酸或碱浓度高的水样。悬浮物使水体浑浊，透明度降低，影响水生生物悬浮物使水体浑浊，透明度降低，影响水生生物呼吸和代谢；工业废水和生活污水含大量无机、有呼吸和代谢；工业废水和生活污水含大
15、量无机、有机悬浮物，易堵塞管道、污染环境，为必测指标机悬浮物，易堵塞管道、污染环境，为必测指标。不可滤残渣（悬浮物，不可滤残渣（悬浮物，SS）水质水质 悬浮物的测定悬浮物的测定 重量法重量法（GB 11901-89）中规定：水中的悬浮物是指水）中规定：水中的悬浮物是指水样通过孔径为样通过孔径为0.45m滤膜后，截留在滤膜滤膜后，截留在滤膜上并于上并于103105烘干至恒重的固体物质。烘干至恒重的固体物质。金属化合物的测定金属化合物的测定 铬的测定（铬的测定（83-85页）页）铬是生物体所必须的微量元素之一。铬化铬是生物体所必须的微量元素之一。铬化合物的常见价态有三价和六价。合物的常见价态有三价
16、和六价。铬的毒性与其存在价态有关，六价铬具有铬的毒性与其存在价态有关，六价铬具有强毒性，为致癌物质，并易被人体吸收而在强毒性，为致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。通常认为六价铬的毒性比三价铬体内蓄积。通常认为六价铬的毒性比三价铬大大100倍。倍。但是，对鱼类来说，三价铬化合物的毒性但是，对鱼类来说，三价铬化合物的毒性比六价铬大。当水中六价铬浓度达比六价铬大。当水中六价铬浓度达1mg/L时，时，水呈黄色并有涩味；三价铬浓度达水呈黄色并有涩味；三价铬浓度达1mg/L时，时，水的浊度明显增加。陆地天然水中一般不含水的浊度明显增加。陆地天然水中一般不含铬；海水中铬的平均浓度为铬；海水中铬的平均浓度
17、为0.05g/L；饮用；饮用水中更低。水中更低。水中铬的测定方法主要有二苯碳酰二肼水中铬的测定方法主要有二苯碳酰二肼分光光度法、原子吸收分光光度法、硫酸亚分光光度法、原子吸收分光光度法、硫酸亚铁铵滴定法等。以二苯碳酰二肼分光光度法铁铵滴定法等。以二苯碳酰二肼分光光度法为例进行介绍。为例进行介绍。1、原理、原理 在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼（DPC）反应，生成紫红色络合物，于）反应，生成紫红色络合物，于540nm波长处进行比色测定。波长处进行比色测定。反应如下：反应如下：2、总铬测定、总铬测定 首先，将水样中的三价铬用高锰酸首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾
18、氧化成六价铬，然后将过量的高锰酸钾氧化成六价铬，然后将过量的高锰酸钾还原分解，过滤后得到的清液用二苯钾还原分解，过滤后得到的清液用二苯碳酰二肼显色碳酰二肼显色，测吸光度，于，测吸光度，于540nm处处进行分光光度测定，作标准曲线，求出进行分光光度测定，作标准曲线，求出总铬含量。总铬含量。Cr3+Cr6+的氧化过程有两种方的氧化过程有两种方式：即酸性氧化和碱性氧化式：即酸性氧化和碱性氧化 酸性条件下氧化酸性条件下氧化 在酸性溶液中，首先，将水在酸性溶液中，首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝
19、酸钠用尿酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解；素分解；碱性条件下氧化碱性条件下氧化 在碱性溶液中，首先，将水样中的在碱性溶液中，首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用乙醇分解，接着过量的高锰酸钾用乙醇分解，接着加加MgO使沉淀絮凝，冷却后，加硫使沉淀絮凝，冷却后，加硫酸调节溶液至中性，过滤。酸调节溶液至中性，过滤。数据处理数据处理 作吸光度（作吸光度（A）浓度（浓度（C）标准曲线，求得水样中总铬的浓标准曲线，求得水样中总铬的浓度。度。重金属的原子吸收分光光度法测定重金属的原子吸收分光光度法测定1、清洁的水样可以不经预处理直接测定，、清洁的水样
20、可以不经预处理直接测定，污染后的地面水和废水要用污染后的地面水和废水要用HNO3 或或 HNO3-HClO4消解。定容后，将试样直接吸入并喷消解。定容后，将试样直接吸入并喷雾于火焰中进行原子化，测量各元素对其特雾于火焰中进行原子化，测量各元素对其特征谱线的吸收，最后用标准曲线法或标准加征谱线的吸收，最后用标准曲线法或标准加入法进行定量分析。入法进行定量分析。元素元素分析线分析线（nm）火焰类型火焰类型 测定范围测定范围（mg/L）Cd228.8乙炔乙炔-空气空气0.05 1Cu324.7乙炔乙炔-空气空气0.05 5Pb283.3乙炔乙炔-空气空气0.2 10Zn213.8乙炔乙炔-空气空气0
21、.05 1原子吸收分析过程示意图原子吸收分析过程示意图 原子吸收定量分析方法主要有标准曲线法和标准加入法两种。标准曲线法标准曲线法首先配制含待测元素的标准溶液系列，用原子吸收首先配制含待测元素的标准溶液系列，用原子吸收分光光度计分别测其吸光度。以对应的标准溶液浓分光光度计分别测其吸光度。以对应的标准溶液浓度为横坐标，以扣除空白值之后的吸光度为纵坐标，度为横坐标，以扣除空白值之后的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。然后在同样条件下测定待测试样的绘制标准曲线。然后在同样条件下测定待测试样的吸光度，并在标准曲线上查得相应浓度，即为待测吸光度，并在标准曲线上查得相应浓度，即为待测元素的浓度。使用该方法时应
22、注意：配制的标准溶元素的浓度。使用该方法时应注意：配制的标准溶液浓度应在吸光度与浓度成线性的范围内；整个分液浓度应在吸光度与浓度成线性的范围内；整个分析过程中操作条件应保持不变。析过程中操作条件应保持不变。如果试样的基体组成复杂且对测定有明显干扰时，如果试样的基体组成复杂且对测定有明显干扰时，则在标准曲线成线性关系的浓度范围内，可使用标准则在标准曲线成线性关系的浓度范围内，可使用标准加入法测定。加入法测定。该方法的要点：取四份相同体积的试样溶液，从该方法的要点：取四份相同体积的试样溶液，从第二份起按比例加入不同量的待测元素的标准溶液，第二份起按比例加入不同量的待测元素的标准溶液，均稀释至相同体
23、积。设试样中待测元素的浓度为均稀释至相同体积。设试样中待测元素的浓度为cx，加，加入标准溶液后的浓度分别为入标准溶液后的浓度分别为cx、cxc0、cx2c0、cx4c0，分别测得吸光度为，分别测得吸光度为Ax、A1、A2、A3。以吸光度。以吸光度A对加入的标准浓度对加入的标准浓度c作图，得到一条不通过原点的直线，作图，得到一条不通过原点的直线，外延此直线与横坐标交于一点，横坐标上的截距即为外延此直线与横坐标交于一点，横坐标上的截距即为试样溶液中待测元素的浓度试样溶液中待测元素的浓度cx .标准加入法标准加入法标准加入法标准加入法测汞仪测汞测汞仪测汞 该方法适用于各种水体中汞的测定，该方法适用于
24、各种水体中汞的测定，其最低检测浓度可达其最低检测浓度可达 0.05g/L汞（因汞（因仪器灵敏度和采气体积不同而异）。仪器灵敏度和采气体积不同而异）。由于汞在常温下就可以蒸发为原子由于汞在常温下就可以蒸发为原子状态，所以测汞用的是冷原子吸收分光状态，所以测汞用的是冷原子吸收分光光度计光度计，即测汞仪。，即测汞仪。在硫酸在硫酸-硝酸介质中，加入硝酸介质中，加入高锰酸钾和高锰酸钾和过硫酸钾过硫酸钾溶液消解水样，也可以用溴酸钾溶液消解水样，也可以用溴酸钾-溴溴化钾混合试剂在酸性介质中于化钾混合试剂在酸性介质中于20以上室温以上室温消解水样。过剩的氧化剂在临测定前用盐酸消解水样。过剩的氧化剂在临测定前用
25、盐酸羟胺溶液还原。羟胺溶液还原。水样经消解后，将各种形态汞转变成水样经消解后，将各种形态汞转变成二二价汞价汞，再用，再用氯化亚锡氯化亚锡将将二价汞二价汞还原为还原为元素汞元素汞，用载气将产生的汞蒸气带入测汞仪的吸收池用载气将产生的汞蒸气带入测汞仪的吸收池测定吸光度，与汞标准溶液吸光度进行比较测定吸光度，与汞标准溶液吸光度进行比较定量。定量。SnCl2 N2或空气（载气）或空气（载气）Hg2+原子汞原子汞 低压汞灯发射低压汞灯发射测汞仪测汞仪 测吸光度。测吸光度。253.7nm波长共振线波长共振线 冷原子吸收测汞仪工作流程图（气路连接）冷原子吸收测汞仪工作流程图（气路连接）1.汞还原瓶；汞还原瓶
26、；2.硅胶吸收管；硅胶吸收管；3.三通阀；三通阀；4.吸收池；吸收池；5.流量计；流量计；6.汞吸汞吸收瓶；收瓶；7.缓冲瓶；缓冲瓶；8.抽气泵；抽气泵；9.低压汞灯；低压汞灯；10.光电倍增管；光电倍增管；11.放大器；放大器；12.指示表；指示表；13.记录仪；记录仪；14.汞吸收瓶；汞吸收瓶；15.水蒸气吸收瓶水蒸气吸收瓶比色和分光光度法比色和分光光度法基本原理基本原理 比色分析和分光光度法是测量微量物质的比色分析和分光光度法是测量微量物质的最常用的方法之一，属最常用的方法之一，属光学分析法光学分析法。它是。它是基于基于物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收而建立起来的而建立起来的分析
27、方法。分析方法。各种波长的电磁波各种波长的电磁波(电磁辐射电磁辐射)按波长顺序按波长顺序排列，称为电磁波谱。它是物质内部运动排列，称为电磁波谱。它是物质内部运动变化的客观反应。变化的客观反应。任一波长的光量子的能量任一波长的光量子的能量与原子、分子与原子、分子或原子核由一种状态过渡到另一种状态的或原子核由一种状态过渡到另一种状态的能量差能量差E 相对应，即相对应，即 任何物质，当它的原子、分子或原子核等任何物质，当它的原子、分子或原子核等由一种状态变为另一种状态时，产生的能由一种状态变为另一种状态时，产生的能量差量差E总是会对应于某种波长的光量子，总是会对应于某种波长的光量子，产生特征谱线。产
28、生特征谱线。物质选择吸收不同波长光的本质，简单地说物质选择吸收不同波长光的本质，简单地说是因为物质的分子、原子或离子都具有一定的是因为物质的分子、原子或离子都具有一定的运动状态，每个状态属于一定的能级，当从某运动状态，每个状态属于一定的能级，当从某一能级跃迁到另一能级时，就要吸收或发射电一能级跃迁到另一能级时，就要吸收或发射电磁辐射。磁辐射。当照射光光量子的能量与被照射的物质粒子当照射光光量子的能量与被照射的物质粒子最低能态最低能态(基态基态)和较高能态和较高能态(激发态激发态)的能量差的能量差E相等时，被照射粒子就吸收能量跃迁到高能相等时，被照射粒子就吸收能量跃迁到高能态，产生吸收谱线，这就
29、是物质对光的吸收作态，产生吸收谱线，这就是物质对光的吸收作用。用。由于不同物质微粒结构不同，具有不同的量由于不同物质微粒结构不同，具有不同的量子化能级，其能量差子化能级，其能量差E也不相同，所以物质对也不相同，所以物质对光的吸收具有选择性。光的吸收具有选择性。光的吸收定律朗白-比耳定律 当一束平行的单色光通过均匀溶液时，溶当一束平行的单色光通过均匀溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。成正比。光的吸收定律不仅适用于可见光，也适用光的吸收定律不仅适用于可见光，也适用于紫外光和红外光，是吸光光度法定量分于紫外光和红外光，是吸光光度法定量分析的依据
30、。析的依据。AA=KclKcl 综上所述，比色及分光光度法基本原理概综上所述，比色及分光光度法基本原理概括为两点：括为两点：一是基于物质对光的选择吸收；一是基于物质对光的选择吸收；二是吸收程度的大小符合朗白比耳定律。二是吸收程度的大小符合朗白比耳定律。前者为选择波长的依据，后者为定量测定前者为选择波长的依据，后者为定量测定的基础。的基础。先测出该物质的吸收曲线，求得合适的入射光波长先测出该物质的吸收曲线，求得合适的入射光波长；最常用的是工作曲线法，也称标准曲线法。其根据是朗最常用的是工作曲线法，也称标准曲线法。其根据是朗白比耳定律，即有色溶液的吸光度白比耳定律，即有色溶液的吸光度A与有色物质的
31、浓与有色物质的浓度度c 成正比，即成正比，即 AKc；用已知用已知标准物质标准物质作标准系列，其浓度由小到大依次为作标准系列，其浓度由小到大依次为c1、c2，。在，。在波长下，测得相应的吸光度波长下，测得相应的吸光度A1、A2；以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，做出工作曲线；以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，做出工作曲线；最后将待测溶液在最后将待测溶液在波长下测出吸光度波长下测出吸光度Ax，在工作曲线，在工作曲线上查出浓度上查出浓度cx x。定量方法定量方法1.原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁 基态基态第一激发态：吸收一定频率的辐射能第一激发态：吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线）
32、量。产生共振吸收线（简称共振线）吸收光谱吸收光谱 激发态激发态基态：发射出一定频率的辐射。基态：发射出一定频率的辐射。产生共振发射线（也简称共振线）产生共振发射线（也简称共振线）发射光谱发射光谱原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生元素的特征谱线元素的特征谱线 各种元素的原子结构和外层电子排布不同各种元素的原子结构和外层电子排布不同基态基态第一激发态：跃迁吸收能量不同第一激发态：跃迁吸收能量不同具具有特征性。有特征性。各种元素的基态各种元素的基态第一激发态：最易发生，第一激发态：最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。吸收最强，最灵敏线。特征谱线。利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定利用原子蒸
33、气对特征谱线的吸收可以进行定量分析。量分析。原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。测定的。需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。系。非金属无机物的测定非金属无机物的测定 氟化物的测定氟化物的测定 氟是人体必需的微量元素，适量的氟氟是人体必需的微量元素，适量的氟有预防龋齿作用，但摄入过多的氟对机体有预防龋齿作用，但摄入过多的氟对机体有害，轻则造成斑釉牙，重则形成氟骨症，有害，轻则造成
34、斑釉牙，重则形成氟骨症，在低氟地区可采用在饮用水加氟和牙表面在低氟地区可采用在饮用水加氟和牙表面涂抹氟化物来防止龋齿。我国化妆品将氟涂抹氟化物来防止龋齿。我国化妆品将氟化物列为限用物质，在牙膏中的最大允许化物列为限用物质，在牙膏中的最大允许浓度为浓度为0.15%。1、原理、原理 将氟离子选择电极和外参比电极（如将氟离子选择电极和外参比电极（如甘汞电极）浸入欲测含氟溶液，构成甘汞电极）浸入欲测含氟溶液，构成原电池。该原电池的电动势与氟离子原电池。该原电池的电动势与氟离子活度的对数呈线性关系，故通过测量活度的对数呈线性关系，故通过测量电极与已知电极与已知F 浓度溶液组成的原电浓度溶液组成的原电池电
35、动势和电极与待测池电动势和电极与待测F浓度溶液组浓度溶液组成原电池的电动势，即可计算出待测成原电池的电动势，即可计算出待测水样中水样中F 浓度。浓度。氟氟离离子子选选择择性性电电极极法法 2、氟离子选择性电极、氟离子选择性电极 离子选择性电极是能正确测定溶液中离子选择性电极是能正确测定溶液中特定离子活度的电极。它主要由膜、内特定离子活度的电极。它主要由膜、内参比液和内参比电极三部分组成。参比液和内参比电极三部分组成。氟离子选择电极是一种以氟化镧氟离子选择电极是一种以氟化镧（LaF3）单晶片为敏感膜的传感器。由）单晶片为敏感膜的传感器。由于单晶结构对能进入晶格交换的离子有于单晶结构对能进入晶格交
36、换的离子有严格地限制，故有良好的选择性。严格地限制，故有良好的选择性。氟化镧单晶对氟离子有选择性，被电极氟化镧单晶对氟离子有选择性，被电极膜分开的两种不同浓度氟溶液之间存在电位膜分开的两种不同浓度氟溶液之间存在电位差，这种电位差常称为膜电位。膜电位的大差，这种电位差常称为膜电位。膜电位的大小与氟溶液的离子活度有关。小与氟溶液的离子活度有关。测量时，它与参比电极组成下列原电池：测量时，它与参比电极组成下列原电池：电池的电动势（电池的电动势（E）随溶液中氟离子的浓度的变化而改变，）随溶液中氟离子的浓度的变化而改变，即即 式中，式中，K与内外参比电极，内参比溶液中与内外参比电极，内参比溶液中F-活度
37、有关，当活度有关，当实验条件一定时为常数。实验条件一定时为常数。氨氮的测定（氨氮的测定（NH3N）氨氮以游离氨（或称非离子氨，氨氮以游离氨（或称非离子氨，NH3）和离）和离子氨（子氨（NH4+）形式存在于水中，两者的组成）形式存在于水中，两者的组成比决定于水的比决定于水的pH值。值。对地面水，常要求测定非离子氨。非离子氨对地面水，常要求测定非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相对基本无毒。对基本无毒。絮凝沉淀法絮凝沉淀法 加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，放置使沉淀，生成氢氧化锌沉淀，
38、呈碱性，放置使沉淀，生成氢氧化锌沉淀，再经用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，再经用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，除去颜色和浑浊等。除去颜色和浑浊等。蒸馏法蒸馏法 调节水样的调节水样的pH使在使在6.07.4的范围，加入适的范围，加入适量氧化镁使呈微碱性，（也可加入量氧化镁使呈微碱性，（也可加入pH9.5的的Na4B4O7-NaOH缓冲溶液使呈弱碱性进行缓冲溶液使呈弱碱性进行蒸馏；蒸馏；pH过高能促使有机氮的水解，导致结过高能促使有机氮的水解，导致结果偏高。）蒸馏释出的氨，被吸收于硫酸或果偏高。）蒸馏释出的氨，被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或滴定法时，硼酸溶液中。采用纳氏比色法或滴定
39、法时，以硼酸溶液为吸收溶液；采用水杨酸以硼酸溶液为吸收溶液；采用水杨酸-次氯酸次氯酸比色法时，则以硫酸溶液为吸收液。比色法时，则以硫酸溶液为吸收液。预预处处理理 碘化汞碘化汞和和碘化钾碘化钾的碱性溶液的碱性溶液(纳氏试剂纳氏试剂)与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。通常测量用波长在通常测量用波长在410-425nm范围。范围。2K2Hgl4 3KOH NH3 NH2Hg2IO 7KI 2H2O (黄棕色黄棕色)纳纳氏氏试试剂剂比比色色法法综合指标：综合指标：类别指标：挥发酚、石油等类别指标：挥发酚、
40、石油等特定指标：苯系物、挥发性卤代烃、氯苯类、挥发性有机物特定指标：苯系物、挥发性卤代烃、氯苯类、挥发性有机物COD、BOD、TOC、TOD等等 需氧有机物污染需氧有机物污染 在我们的生活环境中，特别是人口在我们的生活环境中，特别是人口稠密的大都市里，经常会看到泛着恶臭稠密的大都市里，经常会看到泛着恶臭的、混浊不堪的的、混浊不堪的“臭水河臭水河”。这便是耗。这便是耗氧有机物污染的结果。氧有机物污染的结果。水体中的耗氧有机污染物主要来自水体中的耗氧有机污染物主要来自城市生活污水和化肥、化工、造纸、食城市生活污水和化肥、化工、造纸、食品加工等工业废水排放。品加工等工业废水排放。常见的需氧有机污染物
41、有碳水化合常见的需氧有机污染物有碳水化合物、脂肪及蛋白质废弃物、纤维素等。物、脂肪及蛋白质废弃物、纤维素等。地表水的溶解氧含量，一般不低于地表水的溶解氧含量，一般不低于4mg/L。水体中所含的碳氢化合物、脂肪、。水体中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质等有机化合物在水中微生物等作用蛋白质等有机化合物在水中微生物等作用下，最终分解为二氧化碳、水等简单的无下，最终分解为二氧化碳、水等简单的无机物，同时消耗大量的氧；（而水体中的机物，同时消耗大量的氧；（而水体中的亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐和氨类等还原亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐和氨类等还原性物质，在发生化学氧化时，也要消耗水性物质，在发生化学氧化时，也要消耗
42、水中的溶解氧。这些物质统称为需氧污染中的溶解氧。这些物质统称为需氧污染)。水中溶解氧的下降，势必影响鱼类及其他水中溶解氧的下降，势必影响鱼类及其他水生生物的正常生活，一般来说，大多数鱼水生生物的正常生活，一般来说，大多数鱼类要求生活在溶解氧在类要求生活在溶解氧在4mg/L以上的水中以上的水中(如如河鳟为河鳟为312 mg/L，鲤鱼为，鲤鱼为68 mg/L，青、草、鲢、鳙鱼为青、草、鲢、鳙鱼为 5 mg/L克克/升以上升以上)。当溶解氧当溶解氧 1 mg/L时，大部分鱼类会窒息时，大部分鱼类会窒息死亡。溶解氧消失时，水中嫌气细菌（厌氧死亡。溶解氧消失时，水中嫌气细菌（厌氧微生物）活跃起来，经发酵
43、作用将有机物分微生物）活跃起来，经发酵作用将有机物分解，生成大量硫化氢、氨等带恶臭的气体，解，生成大量硫化氢、氨等带恶臭的气体，水体便发臭了。造成水环境严重恶化。需氧水体便发臭了。造成水环境严重恶化。需氧有机物污染是水体污染中最常见的一种污染。有机物污染是水体污染中最常见的一种污染。有机毒物污染有机毒物污染 各种有机农药，有机染料及多环芳烃、芳香各种有机农药，有机染料及多环芳烃、芳香胺等，往往对人及生物体具有毒性，有的能胺等，往往对人及生物体具有毒性，有的能引起急性中毒，有的则导致慢性病，有的已引起急性中毒，有的则导致慢性病，有的已被证明是致癌、致畸、致突变物质。被证明是致癌、致畸、致突变物质
44、。有机毒物主要来自焦化、染料、农药、塑料有机毒物主要来自焦化、染料、农药、塑料合成等工业废水，农田径流中也有残留的农合成等工业废水，农田径流中也有残留的农药。药。这些有机物大多具有较大的分子和较复杂的这些有机物大多具有较大的分子和较复杂的结构，不易被微生物所降解，因此在生物处结构，不易被微生物所降解，因此在生物处理和自然环境中均不易去除。理和自然环境中均不易去除。一、化学需氧量一、化学需氧量(COD)测定测定 恒电流库仑滴定法是一种建立在电解基础恒电流库仑滴定法是一种建立在电解基础上的分析方法。其原理为在试液中加入适当物上的分析方法。其原理为在试液中加入适当物质，以一定强度的恒定电流进行电解，
45、使之在质，以一定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极（阳极或阴极）上电解产生一种试剂工作电极（阳极或阴极）上电解产生一种试剂（称滴定剂），该试剂与被测物质进行定量反（称滴定剂），该试剂与被测物质进行定量反应，反应终点可通过电化学等方法指示。依据应，反应终点可通过电化学等方法指示。依据电解消耗的电量和法拉第电解定律可计算被测电解消耗的电量和法拉第电解定律可计算被测物质的含量。物质的含量。二、生化需氧量（二、生化需氧量（BOD）生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量（
46、以化过程中所消耗的溶解氧量（以mg/L为单为单位）。生化需氧量愈高，表示水中需氧有位）。生化需氧量愈高，表示水中需氧有机污染物质愈多。机污染物质愈多。BOD是反映水体被有机物污染程度的综合是反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水的可生化降解性和生指标，也是研究废水的可生化降解性和生化处理效果，以及生化处理废水工艺设计化处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。和动力学研究中的重要参数。微生物分解有机物是一个缓慢的过程，微生物分解有机物是一个缓慢的过程，并与环境温度有关，要把可分解的有机物并与环境温度有关，要把可分解的有机物全部分解掉常需要全部分解掉常需要20天以上的
47、时间。天以上的时间。目前国内外普遍采用在目前国内外普遍采用在20温度下培养温度下培养5天作为测定生化需氧量的标准时间，简称天作为测定生化需氧量的标准时间，简称五日生化需氧量，以五日生化需氧量，以BOD5表示。表示。水体发生生物化学过程必须具备的条件：水体发生生物化学过程必须具备的条件：好氧微生物好氧微生物 足够的溶解氧足够的溶解氧 能被微生物利用的营养物质能被微生物利用的营养物质生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD)测定方法测定方法n五天培养法五天培养法n微生物电极法微生物电极法n其他方法其他方法直接测定直接测定稀释后测定稀释后测定BOD5未超过未超过7mg/L 对于污染的地面水和大多数工业
48、废水，对于污染的地面水和大多数工业废水，因含较多的有机物，需要稀释后再培因含较多的有机物，需要稀释后再培养测定养测定 稀释目的稀释目的降低水样中有机物浓度降低水样中有机物浓度;保证在培养过程中有充足的溶解氧。保证在培养过程中有充足的溶解氧。稀释程度稀释程度应使培养过程中所消耗的溶解氧大于应使培养过程中所消耗的溶解氧大于2mg/L，而剩余溶解氧在而剩余溶解氧在1 mg/L以上。以上。稀释水 加入加入营养物质等营养物质等蒸馏水蒸馏水曝气曝气28h 20下下放置数小时放置数小时 接种稀释水接种稀释水生活污水上层清液生活污水上层清液l10mL或或表层土壤浸出液表层土壤浸出液2030mL或或河水、湖水河
49、水、湖水10100mL(每升每升稀释水稀释水中加入中加入)由高锰酸盐指数估算稀释倍数乘以的系数由高锰酸盐指数估算稀释倍数乘以的系数高锰酸盐指数/(mgL-1)系数200.2，0.30.4，0.60.5，0.7，1.0水样稀释倍数水样稀释倍数地面水稀释倍数地面水稀释倍数 工业废水的稀释倍数工业废水的稀释倍数 由由CODCr值分别乘以系数值分别乘以系数 0.075、0.15、0.25获得获得 通常同时作三个稀释比的水样。通常同时作三个稀释比的水样。测定结果计算测定结果计算 对不经稀释直接培养的水样：对不经稀释直接培养的水样：BOD5（mg/L）c1c2 式中式中:c1水样在培养前溶解氧的浓度水样在
50、培养前溶解氧的浓度(mg/L)；c2水样经水样经5天培养后，剩余溶解氧浓度天培养后，剩余溶解氧浓度 (mg/L)。对稀释后培养的水样：对稀释后培养的水样：2121215)()cc()L/mg(BODffBBB1稀释水稀释水(或接种稀释水或接种稀释水)在培养前的溶解氧的浓度在培养前的溶解氧的浓度(mg/L)；B2稀释水稀释水(或接种稀释水或接种稀释水)在培养后的溶解氧的浓度在培养后的溶解氧的浓度(mg/L)；f1稀释水稀释水(或接种稀释水或接种稀释水)在培养液中所占比例在培养液中所占比例f2水样在培养液中所占比例。水样在培养液中所占比例。3 大气污染监测大气污染监测大气污染物及其存在状态大气污染
