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環境分析化學方法主要有

發布時間:2023-06-12 18:12:27

㈠ 環境分析的常用方法主要有哪些

環境分析主要有兩個方面,自然環境分析及商業環境分析。

自然環境分析通常採用的方法和步驟:

  1. 確定采樣點

  2. 建立采樣點數據模型

  3. 收集采樣點環境數據

  4. 采樣點環境數據分析對比(周邊采樣點橫向對比分析及歷史數據縱向對比分析)

  5. 生成環境數據分析報告

商業環境分析通常採用的方法:

微觀環境分析常採用SWOT分析法(優勢、劣勢、機會、威脅),其中優劣勢針對自身及競爭對手,機會威脅主要針對周邊環境及市場狀況。

宏觀環境分析常採用PEST分析法,分別從政治、經濟、社會、科技四個方面對所處環境進行宏觀分析,常用於確立企業長期戰略規劃。

㈡ 環境水樣中含碳污染物的分析方法主要有哪些

環境水樣中含碳污染物的分析方法主要有哪些

目前多以化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD),總有機碳(TOC)等綜合指標,或揮發酚類、石油類、硝基苯類等類別有機物指標,來表徵有機物質含量
測定廢(污)水的化學需氧量,我國規定用重鉻酸鉀法。其他方法有庫侖滴定法、快速密閉催化消解法、氯氣校正法等。
生化需氧量是指在有溶解氧的條件下,好氧微生物在分解水中有機物的生物化學氧化過程中所消耗的溶解氧量.五天培養法;微生物電極法,測定BOD 的方法還有庫侖法、測壓法、活性污泥曝氣降解法等。
總有機碳是以碳的含量表示水體中有機物質總量的綜合指標。由於TOC的測定採用燃燒法,因此能將有機物全部氧化,它比BOD5或COD更能反映有機物的總量.目前廣泛應用的測定TOC的方法是燃燒氧化-非色散紅外吸收法
揮發酚:
酚的主要分析方法有容量法、分光光度法、色譜法等。目前各國普遍採用的是4-氨基安替吡林分光光度法;高濃度含酚廢水可採用溴化容量法。無論溴化容量法還是分光光度法,當水樣中存在氧化劑、還原劑、油類及某些金屬離子時,均應設法消除並進行預蒸餾。如對游離氯加入硫酸亞鐵還原;對硫化物加入硫酸銅使之沉澱,或者在酸性條件下使其以硫化氫形式逸出;對油類用有機溶劑萃取除去等。蒸餾的作用有二,一是分離出揮發酚,二是消除顏色、渾濁和金屬離子等的干擾
硝基苯類:常見的硝基苯類化合物有硝基苯、二硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯、二硝基氯苯等。它們難溶於水。廢掘談水中一硝基和二硝基苯類化合物常採用還原-偶氮分光光度法;三硝基苯類化合物採用氯代十六烷基吡啶分光光度法
石油類:
重量法:以硫酸酸化水樣,用石油醚萃取礦物油,然後蒸發除去石油醚,稱量殘渣重,計算礦物油含量
紅外分光光度法:方法測定要點是:首先用四氯化碳直接萃取或絮凝富集萃取(對石油類物質含量低的水樣)水樣中的總萃取物,並將萃取液定容後分成兩份,一份用於測定總萃取物,另一份經矽酸鎂吸附後,用於測定石油類物質
非色散紅外吸收法:石油類物質的甲基(-CH3)、亞甲基(-CH2-)對近紅外區2930 cm-1(或3.4μm)光有特徵吸收,用非色散紅外吸收測油儀測定.測定時,先用硫酸將水樣酸化早猜,加氯化鈉破乳化,再用四氯化碳萃取,萃取液經無水硫酸鈉層過濾,濾液定容後測定
苯系物:根據水樣中苯系物含量的多少,可選用氣相色譜法(GC)或氣相色譜-質譜法(GC-MS)測定
揮發性鹵代烴:測定水樣中鹵代烴的方法有頂空氣相色譜法(HS-GC)、吹脫捕集氣相色譜法(P&T-GC)和頂空氣相色譜-質譜法(HSGC-MS)。
氯苯類化合物:採用氣相色譜法可對水樣中各種氯苯化合物分別進行定性和定量分析
揮發性有機污染物:其主要測定方法有氣相色譜法和氣相色譜-質譜法

常見污染物的分析方法有哪些?

常規的分析方法:可見分光光度法、容量法、重量法

環境中各主要污染物分析檢測方法及原理

水中主要為:營養物質,重金屬,放射性物質,毒性物質。
大氣中主要為:CO N氧化物 S氧化物 等
污染還分為 固體廢棄物污染 雜訊污染

股指期貨分析方法主要有哪些

股指期陸散型貨分析主要包括股指期貨基本面分析方法和股指期貨技術分析方法,其中股指期貨基本面分析方法設計的方面比較廣。
除了需要對國際形勢把握和對國家政策的把握分析外,還需要相關的基本面統計資料,而股指期貨技術分析方法相對比較簡單,只要利用市場的交易資料進行統計分析變可以進行,因此,股指期貨投資者大部分選用股指期貨技術分析方法來進行股指期貨的交易。
股指期貨基本面的分析主要包括:經濟、政策、供求三個方面。經濟是股市的基礎,經濟增長,會引起股指上漲;經濟下滑,會引起股指下跌;經濟出現拐點,股指走勢也會出現拐點。在經濟的基礎上,政策發揮著重要的作用。股市上漲幅度過大, *** 會出台利空政策,抑制股市上漲,股市一般會見頂,進入下跌周期;股市下跌幅度過大, *** 會出台利好政策,股市一般會出現較大的反彈行情。資金或股票供應量也是影響股指走勢的重要因素。資金供應量增加,市場的購買力增強,會形成供不應求的局面,引起股指上漲;資金供應量減少,市場的購買力下降,會引起股指下跌。同樣的,股票供應增加,形成供大於求的局面,會引起股指下跌;股票供應減少,形成供不應求的局面,會引起股指上漲。基本面的變動,成為股指走勢變化的重要基礎。
股指期貨技術分析主要是:主要利用市場價格統計來分析,比如:
1.趨勢指標MACD:
MACD(Moving Average Convergence and Divergence)是Geral Appel
於1979年提出的,它是一項利用短期(常用為12日)移動平均線與長期(常用為26日)移動平均線之間的聚合與分離狀況,對買進、賣出時機作出研判的技術指標。MACD還有一個輔助指標——柱狀線(BAR)。MACD是從雙移動平均線發展而來的,但比移動平均線使用起來更為方便和有效。
2.均線系統
美國佬葛南維教授所創的移動平均線八項法則,歷來被平均線使用者視為至寶。而移動平均線也因為它,才能淋漓盡致地發揮道氏理論的精髓。八項法則中四條用來研判買進時機,四條研判賣出時機,在運用過程中應靈活使用,不可死記硬背、生般硬套。

進入環境中的有機污染物的降解主要有哪幾種方式?

有機污染物在水體中的遷移轉化主要是由自身的理化性質與水環境性質共同決定,其中與溶解性有機質的相互作用起著重要的作用.有機污染物一般通過吸附作用、揮發作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等過程進行遷移轉化.

海水中微量元素的分析方法主要有哪些

靈敏度足夠高的海水微量元素的直接測定法不多,加上海水中有大量基體鹽類存在,不易得到可靠的結果,常先用分離富集方法,消除干擾,並提高待測微量成分的濃度,然後進行測定。 富集分離法 常用的方法有:溶劑萃取法、離子交換法、共沉澱法和凍干法等。 ① 溶劑萃取法。 例如吡咯烷基酸銨-甲基異丁基酮,可用於萃取海水中的鎘、銅、鎳、鉛、鋅、銀、鈷、鐵等元素,供原子吸收光度法測定用。 ② 離子交換法。纖維素交換法,可富集海水中的鈷、鉻、銅、鐵、鉬、鎳、鉛、鋅、鈾等元素,供X射線熒光法和中子活化法測定用;螯合樹脂交換法,可富集鎘、鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛、鋅等元素,供原子吸收分光光度法測定用。 ③ 共沉澱法。用分光光度法、原子吸收法或中子活化法測定海水中微量元素之前,可用共沉澱法富集分離。例如用氫氧化鐵為沉澱劑,分離海水中的砷、銪、鑭、釕、錫、鉭等成分之後,再用中子活化法測定它們的含量。 ④ 凍干法。可用於中子活化法測定海水中多種元素之前的富集,但不能分離出干擾元素。

顆粒污染物控制的方法和裝置主要有哪些?

顆粒污染物是指懸浮於空氣中的微粒。在冶金、機械、建材、輕工、電力等許多行業的生產過程中,都會產生大量的煙塵,如果不採取有效的控制措施,將污染車間及大氣環境人體健康和工農業生產造成極大的危害。
1.改善能源結構。
2.提高能源利用率和利用水平,改進工藝裝置和生產操作方法,從根本上防止和減少有害物的產生
3.採用通風和稀釋等方法控制有害物濃度
4.採用煙塵控制裝置及措施控制煙塵排放
5.建立嚴格的檢查管理制度
針對顆粒污染物粒徑性質,最常用的就是袋式除塵器(過濾)、旋風式除塵器(干法)、泡沫除塵器(溼法)、靜電除塵等。

汽車排除的尾氣中主要有哪些污染物

汽車尾氣中含有一氧化碳、氧
化氮以及對人體產生不良影響的其他一些固體顆粒,尤其是含鉛汽油,對人體的危害更
大。 鉛在廢氣中呈微粒狀態,隨風擴散。農村居民,一般從空氣中吸入體內的鉛量每
天約為一微克;城市居民,尤其是街道兩旁的居民會大大超過農村居民。錫進入人體後,主
要分布於肝、腎、脾、膽、腦中,以肝、腎中的濃度最高。幾周後,鉛由以上組織轉移到骨
骼,以不溶性磷酸鉛形式沉積下來。人體內約90%~95%的鉛積存於骨骼中,只有少量鉛存
在於肝、脾等臟器中。骨中的鉛一般較穩定,當食物中缺鈣或有感染、外傷、飲酒、服用酸
鹼類葯物而破壞了酸鹼平衡時,鉛便由骨中轉移到血液,引起鉛中毒的症狀。鉛中毒的症狀
表現很廣泛,如頭暈、頭痛、失眠、多夢、記憶力減退、乏力、食慾不振、上腹脹滿、暖
氣、惡心、腹瀉、便秘、貧血、周圍神經炎等;重症中毒者有明顯的肝臟損害,會出現黃
疸、肝臟腫大、肝功能異常等症狀。 1943年,在美國加利福尼亞州的洛杉磯市,250萬輛汽
車每天燃燒掉1100噸汽油。汽油燃燒後產生的碳氫化合物等在太陽紫外光線照射下發生化學
反應,形成淺藍色煙霧,使該市大多市民患了眼紅、頭疼病。後來人們稱這種污染為光化學
煙霧。1955年和1970年洛杉磯又兩度發生光化學煙霧事件,前者有400多人!!!1.發動機的充氣系數下降

中國石油大學華東 環境學導論 污水中的污染物主要有哪些

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㈢ 環境分析的常用方法主要有哪些

(1)「SWOT」 分析法

環境分析的方法常採用「SWOT分析法」。

「SWOT分析法」是將對企業內部和外部條件各方面內容進行綜合和概括,進而分析組織的優勢與劣勢、面臨的機會和威脅的一種方法。具體表示內容如下:

「S」——Strength(優勢)

「W」——Weakness(劣勢)

「O」——Opportunity(機會)

「T」——Threats(威脅)

其中,優勢(S)與劣勢(W)主要分析企業自身的實力及其與競爭對手的比較,而機會(O)和威脅(T)則將注意力放在外部環境的變化及對企業可能受到的影響上。

(2)「PEST」分析法

「PEST」 為一種企業所處宏觀環境分析模型。 具體標示內容如下:

「P」——Political(政治)

「E」—— Economic(經濟),

「S」——Social(社會)

「T」——Technological(科技)。

這些是企業的外部環境,一般不受企業掌握,這些因素也被戲稱為「pest(有害物)」
宏觀環境的變化,要求企業經營管理者在選擇經營戰略時必須認真分析政治法律環境、經濟環境、技術環境、社會文化環境等因素變化的影響,明確企業自身面臨的機遇和危機,以便利用機遇,避免或消除危機。
企業只有在把握宏觀環境發展變化趨勢的基礎上順勢而為,才能在專業化經營和多元化發展中做出最佳的決策。

宏觀環境指的是對所有企業的經營管理活動都會產生影響的環境方面的各種因素,需要從政治法律環境、經濟環境、技術環境、社會文化環境等方面進行分析,找出這些因素對企業經營戰略的影響。

政治法律環境是指對企業生產經營活動具有實際與潛在影響的政治力量和對企業生產經營活動加以限制和要求的法律法規等因素。 企業在進行經營戰略選擇時,首先要考慮的問題是擬投資企業所在國家和地區政局的穩定性和安全性,在此基礎上,要著重考慮政府對發展地方經濟的支持力度和政務工作的效率。
為了促進當地經濟的發展,一般來說,所在國家和地方政府會出台一系列優惠政策來吸引投資者,為企業提供優質、高效的行政服務,切實保障企業的利益。 但企業在某些國家和地區也會遇到一些地方政府部門存在官僚主義,直接干預過多,辦事效率低,地方保護主義嚴重等現象。
企業應選擇穩定安全、能提供高效優質服務的政治環境。國際化經營的企業還需要考慮目標國對外來企業和外來商品的政策及態度等。

㈣ 環境分析的方法主要有哪四種

主要方法有化學分析法,儀器分析法,生物分析法和分子生物學檢驗法。其中化學分析法分為質量分析法、 滴定分析法。儀器分析法分為光學分析法、電化學分析法、 色譜分析法、質譜分析法等。

㈤ 環境分析的常用方法主要有哪些


1、SWOT分析法:將與研究對象密切相關的各種主要內部優勢、劣勢和外部的機會和威脅等綜合列舉出來並加以分析。
2、PEST分析法:對政治、經濟、社會和技術四大類影響企業的主要外部環境因素進行分析。
3、波特五力模型:對同行業內現有競爭者的競爭能力、潛在競爭者進入的能力、替代品的替代能力、供應商的討價還價能力與購買者的議價能力加以分析。

㈥ 環境分析的主要方法

PEST分析(分析企業外部宏觀環境)

P-政治法律環境:包括產業政策、貨幣政策、稅收政策等

E-經濟環境:包括經濟周期、通貨膨脹、經濟發展階段等

S-社會文化環境:包括人口變化、年齡結構、社會人文情況等

T-科學技術環境:包括技術創新、生產和工藝創新、新技術使用效率等
波特五力模型分析(分析企業外部微觀環境)

供應商的議價能力:當供應商的投入要素佔到對企業的產品生產過程很重要時,其議價能力較強、企業處於一個相對而言弱勢的地位;

買方的議價能力:當購買者所購買的基本上是一種標准化產品時、其議價能力較強、企業處於一個相對弱勢的地位;

潛在進入者的威脅:潛在進入者在給行業帶來新生產能力、新資源的同時會與現有企業發生原材料與市場份額的競爭,影響企業的盈利能力;

替代品的威脅:兩個處於不同行業中的企業,可能會由於所生產的產品是互為替代品,從而產生相互競爭行為;

同行業競爭者的競爭程度:現有企業之間的競爭常常表現在價格、廣告、產品介紹、售後服務等方面,其競爭強度與許多因素有關。

㈦ 環境化學常用研究方法

環境科學中的重要分支學科之一。造成環境污染的因素可分為物理的、化學的及生物學的三方面,而其中化學物質引起的污染約佔80%-90%。環境化學即是從化學的角度出發,探討由於人類活動而引起的環境質量的變化規律及其保護和治理環境的方法原理。就其主要內容而言,環境化學除了研究環境污染物的檢測方法和原理(屬於環境分析化學的范圍)及探討環境污染和治理技術中的化學、化工原理和化學過程等問題外,需進一步在原子及分子水平上,用物理化學等方法研究環境中化學污染物的發生起源、遷移分布、相互反應、轉化機制、狀態結構的變化、污染效應和最終歸宿。隨著環境化學研究的深化,為環境科學的發展奠定了堅實的基礎,為治理環境污染提供了重要的科學依據。
環境科學的分支學科。主要應用化學的基本原理和方法,研究大氣、水、土壤等環境介質中化學物質的特性、存在狀態、化學轉化過程及其變化規律、化學行為與化學效應的科學。研究的內容主要有:(1)運用現代科學技術對化學物質在環境中的發生、分布、理化性質、存在狀態(或形態)及其滯留與遷移過程中的變化等進行化學表徵,闡明化學物質的化學拓性與環境效應的關系;(2)運用化學動態學(chemical dynamics)、化學動力學(chemical kinetics)和化學熱力學(chemical thermodynamics)等原理研究化學物質在環境中(包括界面上)的化學反應、轉化過程以及消除的途徑,闡明化學物質的反應機制及源與匯的關系;(3)研究用化學的原理與技術控制污染源,減少污染排放,進行污染預防;「三廢」綜合利用,合理使用資源,實現清潔生產;促進經濟建設與環境保護持續地協調發展。從環境介質的不同,可劃分為大氣、水和土壤的環境化學等,現分別稱之為大氣環境化學、水環境化學和土壤環境化學。從研究內容可分為環境分析化學、環境污染化學和污染控制化學等。
主要研究領域和內容
1.研究污染物(主要是化學污染物)在環境(包括大氣圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈)中的遷移、轉化的基本規律,形成環境污染化學這一介於環境科學與化學之間的一門新興的邊緣分支學科。
2.研究環境中污染物的種類和成分及其定量分析方法,形成環境分析化學(常簡稱環境分析)。它是環境化學的分支學科。
3.研究環境中天然的和人為釋放的化學性質的遷移、轉化規律及其與環境質量和人類健康的關系,形成環境地球化學。它是介於環境與地球化學之間的一門新興的邊緣分支學科。

㈧ 環境分析的常用方法有哪些

常用的分析方法可分為四類:化學分析法、光譜分析法、色譜分析法、電化學分析法。各類方法又根據所採用的分析原理和儀器分為若干種。環境分析方法很多,每種方法都有一定的適用范圍和對象。常用的環境分析方法可分為化學分析法、光譜分析法、色譜分析法、電化學分析法四類,每類又可根據所採用的分析原理和儀器分為若干種。

㈨ 環境分析方法的方法

主要方法有化學分析法,儀器分析法,生物分析法和分子生物學檢驗法。其中化學分析法分為質量分析法、 滴定分析法。儀器分析法分為光學分析法、電化學分析法、 色譜分析法、質譜分析法等。 重量分析法,定量分析中的一種經典方法。18世紀中葉,羅蒙諾索夫首先使用天平稱量法,對物質在化學變化中量的改變進行了測定,並證明了質量守恆定律,實際上為定量分析中的重量分析法奠定了基礎。重量分析法要求有精密的分析天平,19世紀分析天平稱量准確度達0.1毫克;20世紀出現了微量分析天平和超微量分析天平,稱重的准確度分別達到 0.001和0.0001毫克,擴大了重量分析的應用范圍。
重量分析法是准確地稱量出一定量試樣,然後利用適當的化學反應把其中欲測成分變成純化合物或單體析出,採用過濾等方法與其他成分分離,經乾燥或灼燒後稱量,直至恆重,求出欲測成分在試樣中所佔比例。除了這種直接測定法外,還可採用間接測定法,即將試樣中欲測成分揮發掉,求出揮發前後試樣重量差,從而求得欲測成分的含量。重量分析法根據所用分析操作的方法分為沉澱法、均相沉澱法、電解法、氣體發生(吸收)法和萃取法等。在環境污染物分析中,重量法常用於測定硫酸鹽、二氧化硅、殘渣、懸浮物、油脂、飄塵和降塵等。重量分析法廣泛應用於化學分析。隨著稱量工具的改進,重量分析法也不斷發展,如近年來用壓電晶體的微量測重法測定大氣飄塵和空氣中的汞蒸汽等。 容量分析法,又稱滴定法,是一種經典的方法。19世紀初期,L.蓋呂薩克提出了氣體定律,奠定了氣體容量分析方法的理論基礎。後來,他把測量氣體和液體體積的分析方法應用於實際。容量分析法是利用一種已知濃度的試劑溶液(稱為標准溶液)與欲測組分的試液發生化學反應,反應迅速而定量地完成(即達到反應終點)後,根據所用標准溶液的濃度和體積(從滴定管上讀取)及其當量關系,算出試液中欲測組分的含量。終點的鑒定除利用指示劑的變色目視鑒定外,還可應用各種儀器的方法來鑒定,如電位滴定法、光度滴定法、高頻滴定法、電流滴定法、電導率滴定法、溫度滴定法等。近年來在容量分析中已採用各種型式的自動滴定儀。
容量分析的優點是操作簡便,迅速、准確,費用低,適用於常規分析。根據所利用的反應種類,容量分析法可分為中和滴定法、氧化還原滴定法、沉澱滴定法、絡合滴定法等。在環境污染分析中,容量分析法應用於生化需氧量、溶解氧、化學需氧量等水污染常規分析指標分析,以及揮發酚類、甲醛、氰化物、氟化物、硫化物、六價鉻、銅離子、鋅離子等污染物的分析。 根據試液顏色深淺的程度,把試液與顏色深淺程度不同的已知標准溶液相比較,來確定物質含量的方法。
1729年P.包蓋爾提出了包蓋爾定律,即組成相同的呈色溶液,如液層厚度相等時,則色的強度相同。1760年J.H.朗伯特提出與包蓋爾定律近似的朗伯特定律,即濃度相同的呈色溶液,色的強度與液層的厚度成比例。1852年A.比爾提出了比爾定律,即液層厚度相等時,色的強度與呈色溶液的濃度成比例。這些定律奠定了比色分析法的理論基礎。1854年J.迪博塞克和J.奈斯勒等將這些理論應用於定量分析化學領域。1873年C.維洛特首先應用分光光度法以進行光度分析。光度法不像比色法那樣比較呈色溶液顏色的強度,而是測定呈色溶液的透光度或吸光度。1874年Н。Г。葉戈羅夫首先將光電效應用於比色分析,他所設計的光電光度計就是現代光電比色計的雛型。1894年出現了浦夫立許光度計;1911年出現了貝爾格光電比色計;1941年出現了貝克曼DU型分光光度計。後來又出現自動記錄的分光光度計、示波器分光光度計、雙波長分光光度計和數字顯示分光光度計等。光度法的靈敏度和准確度不斷提高,應用范圍也不斷擴大。
比色分析法如以肉眼觀察比色管來比較溶液顏色的深淺以確定物質含量的,稱為目視比色法。利用光電池和電流計來測量通過有色溶液的透射光強度,從而求得被測物質含量的方法叫作光電比色法;所用的儀器稱為光電比色計。 比色法和分光光度法以朗伯特-比爾定律(亦稱光的吸收定律)為基礎,即溶液的吸光度與溶液中有色物質的濃度及液層厚度的乘積成正比例。其數字關系式為lg(Io/I)=K·C·L。式中Io為入射光的強度;I為透射光的強度;L為光線通過有色溶液的液層厚度;C為溶液中有色物質的濃度;K為常數(對於某種有色物質在一定波長的入射光時,K為一定值),稱為消光系數(也稱吸光系數)。K值的大小隨L和C的單位而改變,如果L以厘米表示,C以摩爾/升為單位,則此常數稱為摩爾吸光系數(或摩爾消光系數),常以ε表示。
比色分析法的主要優點是准確、靈敏、快速、簡便而費用又低。測定物質的最低濃度一般可達每升10-10克,如經化學法富集,靈敏度還可提高2~3個數量級。測定的相對誤差通常為1~5%。
比色分析法和分光光度法在環境污染分析中已被普遍採用,但污染物必須先與顯色試劑作用轉化成有色化合物後才能進行測定。目前已研製出各種效果良好和非常靈敏的有機顯色劑。金屬離子、非金屬離子和有機污染物均可用這種方法測定。 利用化學物質在紫外光區的吸收與紫外光波長間的函數關系而建立起來的分析方法。紫外光譜的波長范圍可分為近紫外區(200~400纖米)和遠紫外區(10~200纖米),前者常用於化學分析,後者因空氣吸收波長在 200纖米以下的紫外線,測量須在真空中進行,所以在分析上較少應用。
分子吸收紫外輻射常是其外層電子或價電子被激發的結果。電子愈易激發,則吸收峰的波長就愈長。
紫外分光光度計一般用氫燈做輻射源,用石英棱鏡或光柵做單色器,用光電倍增管做檢測器。吸收池的材料一般為石英或硅石,長度為 1~10厘米。若用氘代替氫,其發射強度在紫外區短波長處可增加三倍。
簡單的無機離子和它的絡合物以及有機分子,可在紫外光譜區進行檢定和測量。有效的溶劑有水、飽和碳氫化合物、脂族醇和醚。能吸收紫外輻射的有機化合物至少要含有一個不飽和鍵,如C=C,C=O,N=N以及S=O,以起發色團的作用。吸收峰的波長隨著發色團的不飽和程度的增大而增長。一些化合物及其最大吸收波長如右表所示。
紫外分光光度法在環境污染分析方面的應用主要有以下幾方面:①在大氣污染分析中真空紫外線氣體分析儀已應用於分析汽車廢氣;紫外氣體分析儀可應用於分析臭氧、二氧化氮、氯氣。氣態氨在190~230纖米波長上有幾條強烈的吸收帶,可用於直接測定氨氣的濃度。②某些多環芳烴和苯並(a)芘在紫外區有強吸收峰,常用此法測定。③某些含有共軛體系的油品在紫外光區具有特徵吸收峰,故可用此法測定油類污染。④此法還可用於測定食物、飲料、香煙、水質、生物、土壤等試樣中可能含有的致癌物質,以及殘留農葯、硝酸鹽和酚等。⑤此法也可與色譜分析聯用,待測試樣先經色譜柱,然後讓色譜柱洗脫液流經紫外分光光度計的吸收槽以檢測試樣所含的痕量污染物。近年來迅速發展起來的高速液相色譜儀均配備有紫外檢測器。 也叫紅外光譜分析法,是一種儀器分析方法。物質在紅外光照射下,只能吸收與其分子振動、轉動頻率相一致的紅外光線,因此不同物質只能吸收一定波長的入射光而形成各自特徵的紅外光譜,而對一定波長紅外線吸收的強弱則與物質的濃度有關。根據這一原理可進行物質定性、定量分析及復雜分子的結構研究。
在環境分析化學中,紅外分光光度法主要用於 450~1000厘米-1紅外區有吸收的氣體、 液體和固體污染物。在測定大氣污染時,採用多次反射長光程吸收池和傅里葉變換紅外光譜儀,可測ppm至ppb級濃度的易揮發性氣體(乙炔、胺、乙烯、甲醛、氯化氫、硫化氫、甲烷、丙烯、苯、光氣等)。在大氣中發現的一種新化合物過氧乙醯硝酸酯,就是經過紅外光譜法和質譜法的鑒別後確定的。用紅外光譜法還發現了美國洛杉磯空氣中有臭氧存在。用傅里葉變換紅外光譜可測定水中濃度在1ppb以下的有機污染物和農葯。與質譜法相比,紅外光譜法可以很容易地區分污染物的各種異構體。紅外光譜法是鑒別水中石油污染的主要方法之一。紅外光譜法可用於大氣污染化學反應的測定。氣相色譜-紅外光譜聯用技術可以測定低沸點、易揮發的有機污染物。由於利用了氣相色譜的分辨能力,突破了紅外光譜法原來只適用於純化合物的限制,因此氣相色譜-紅外光譜聯用也能應用於混合物的測定。 利用元素的原子蒸汽(火焰或石墨爐產生)吸收銳線光源(空心陰極燈或無極放電燈)的光進行定量分析的方法。主要優點:①選擇性好,干擾少,在分析復雜環境樣品時容易得到可靠的分析數據。②儀器操作簡便,費用較低。③靈敏度高,可用於微量樣品分析。用火焰原子吸收法可測定樣品含量至毫克每升級,用石墨爐法可測至微克每升級,靈敏度高於高頻耦合等離子體法。④測定含量范圍廣,既能進行痕量元素分析,又能測定基體元素的含量。穩定的原子吸收分光光度計,其准確度能達到0.1~0.3%,可與經典容量法相比擬。
原子吸收光譜法加測汞和氫化物發生器等附件,測定靈敏度可比石墨爐更高,汞、砷、硒、碲、鉍、銻、鍺錫、鉛的測定范圍可提高1~2個數量級。原子吸收光譜法已廣泛用於測定水、飄塵、土壤、糧食以及各種生物樣品中的重金屬元素。用原子吸收光譜法測定的元素已達七十多種。原子吸收光譜法中以火焰法比較成熟,使用最多,但對於環境樣品,分析靈敏度還不夠高。石墨爐法雖不夠成熟,卻是一種靈敏度很高的分析手段。
原子吸收光譜法的缺點是:①測定每種元素都要更換專用的燈,不能同時作多元素分析。②各種干擾作用比高頻耦合等離子體法更大。③對共振線位於真空紫外區的元素測定有困難。④對固體樣品的測定比較困難。⑤對某些高溫元素如鈾、釷、鋯、鉿、鈮、鉭、鎢、鈹、硼等的測定靈敏度太低。 利用原子蒸汽在電或熱的激發下產生的光譜,通過光譜儀照相記錄或光量計直接讀數的定量分析方法。主要特點是能一次同時測定多種金屬元素,選擇性好,干擾少,能直接分析液體和固體樣品,適合於定性和多種元素定量分析。分析范圍液體為毫克/升到微克/升,固體分析靈敏度為1%至0.001%。採用化學分離富集後再行測定,可提高靈敏度 1~2個數量級。在環境保護中可用於分析水、飄塵、土壤、糧食以及各種生物樣品等。缺點是要用照相干板記錄,分析周期長;對於超痕量元素的定量分析,靈敏度不夠;直接分析固體樣品時,誤差較大。
傳統的發射光譜分析,是用溶液干渣法分析溶液,碳槽粉末法分析固體;以交流電弧或直接電弧作為激發光源;使用中型石英光譜儀或光柵光譜儀,照相干板記錄。基體影響將使分析誤差加大。最近,在溶液干渣法中引入鋰鹽為緩沖劑,使基體影響減少,分析准確度大大提高,因而發射光譜法在一定程度上成為一種通用的定量分析方法。碳槽粉末法由於工作曲線斜率低,誤差大,還未能成為通用的定量分析方法。
近年來,發展了直流和高頻耦合等離子體光源,結合使用光電記錄,提高了分析的精度、靈敏度和速度,減少了基體效應,有較好的再現性,較寬的線性動態范圍,並可同時測定多種元素,是一種新的分析手段。但高頻耦合等離子體為光源的儀器價格昂貴,氬氣消耗量大,分析成本高,對於環境樣品的分析靈敏度不夠。直流等離子體光源的靈敏度雖不及高頻耦合等離子體光源,但儀器價格低,氬氣消耗小,對人體健康影響小,所以近年來發展很快。 X射線熒光分析的基本原理是以高能X射線(一次X射線)轟擊樣品,將待測元素原子內殼層的電子逐出,使原子處於受激狀態,10-12~10-15秒後,原子內的原子重新配位,內層電子的空位由較外層的電子補充,同時放射出特徵X射線(二次X射線)。特徵X射線波長λ和原子序數Z有一定關系:λ ∝1/Z2。測定這些特徵譜線的波長或能量可作定性分析;測量譜線的強度,可求得該元素的含量。
X射線熒光分析法所用的激發源有X射線管、放射性同位素、電子、質子或α 粒子等。測定方法有波長色散法和能量色散法兩種。波長色散法是一種經典方法。能量色散法採用Si(或Li)半導體探測器和多道分析器,可同時測定鈉以上的全部元素,它的解析度比波長色散法低些,但能適用於多元素分析。
X射線熒光分析法具有快速、准確、 測定范圍寬、能同時測定多種元素、自動化程度較高和不破壞樣品等優點,故已廣泛地應用於環境污染監測。如測定大氣飄塵中痕量金屬化合物;藉助電子計算機,自動監測大氣飄塵以及大氣中二氧化硫和氣溶膠吸附的硫,也適用於測定各種水體懸浮粒子中的重金屬以及溶解於水中的痕量元素。 物質吸收了某一波段的光線(激發光)後,引起能級躍遷,發出波長比激發光的波長稍長些的光線,這種光線稱為熒光。測量熒光光譜特性及其強度以確定該物質及其含量的方法,稱為熒光分析法。如被測樣品的濃度很低,其熒光強度便與物質的濃度成正比,根據這種特性,可以進行物質的定量分析;不同物質具有不同的熒光激發光譜和發射光譜,根據光譜的特性可以進行物質的定性分析。特別是熒光分光光度計能得到兩種光譜(激發光譜和發射光譜),用這兩種光譜圖鑒定物質,比使用吸收光譜法更為可靠。
熒光分析所用的儀器有目測熒光計、光電熒光計和熒光分光光度計等。每種儀器均由光源、濾光片或單色器、液槽和探測器等部件組成。
熒光分析法的靈敏度很高,比一般的分光光度法高2~3個數量級,能檢測10-11~10-12克的痕量物質。熒光分析法還具有實驗方法簡便、取樣容易、試樣用量少等優點,因而是一種重要的分析技術。目前用熒光分析法測定的元素已達60多種,化合物數百種。在環境污染分析中,熒光分析法已被廣泛地應用於測定致癌物和其他毒物,如苯並(a)芘等多環芳烴、β-萘胺、黃麴黴毒素、農葯、礦物油、硫化物、硒、硼、鈹、鈾、釷等。 氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)
由氣相色譜儀與質譜儀結合使用的一種新型完整的分析技術,可進行復雜混合化合物的定性定量分析。通常還配備電子計算機,以構成氣相色譜-質譜-計算機系統。氣相色譜儀與質譜儀的結合,中間大多要經過一界面裝置(分子分離器),解決色譜柱出口(通常為常壓)與質譜儀離子源(真空度為10-4~10-7)之間的壓降過渡的問題;分子分離器還能對進入質譜儀的色譜餾分起到濃縮作用。但毛細管柱色譜儀與質譜儀的結合也有採取不經分子分離器的直接耦合方式。一般採用的分子分離器有噴嘴、多孔玻璃、多孔銀、多孔不銹鋼、聚四氟乙稀毛細管、硅橡膠隔膜、導通率可變的狹縫、塗有硅酮的銀-鈀合金管、膜片-多孔銀等類型。試樣餾分隨載氣進入分子分離器時,由於餾分分子量與載氣分子量相差較大,空間擴散能力不同,從而在大抽速泵的抽力下大部分載氣與試樣餾分在分子分離器里得到分離。典型的雙噴嘴式分子分離器見圖3,氣相色譜-質譜聯用裝置示意圖見圖 4。
質譜儀是用以分析各種元素的同位素並測量其質量及含量百分比的儀器。它是由離子源、分析器和收集器三個部分組成。用於氣相色譜-質譜聯用技術的質譜儀有磁式質譜儀和四極矩質譜儀兩種類型。前者分辨本領高(R=1000~150000),靈敏度也高(10-9~10-13克),而且質量范圍較寬,並可增設峰匹配、亞穩技術等功能,但掃描速度不如後者。四極矩質譜儀靈巧輕便,掃描速度快,特別適合於毛細管柱色譜窄峰情況,但分辨本領一般只能達到R=1000~3000,而且質量范圍窄,存在質量歧視效應。氣相色譜-質譜聯用技術中經常用到的質譜技術有:①電子轟擊技術,用來了解樣品的結構信息和分子組成,是質譜中最為常用的技術。②化學電離技術,可獲得電子轟擊技術無法獲得的某些化合物的分子信息。③單離子檢測技術,對被測化合物的特徵離子質量進行單離子檢測可得到高信噪比質量色譜圖,靈敏度比掃描全部譜圖質量范圍高2~3個數量級,同時可對未得到分辨開的色譜峰進行甄別。此法對可疑色譜峰的鑒別尤其有用。與氣相色譜的保留值相結合可直接給出可靠的定性結果。④質量碎片技術,通過跳躍掃描技術同時掃描所選定的多個特徵離子。這項技術專一性強、靈敏度比總離子流高2~3個數量級(一般可達10-10~10-12克)。與計算機相結合可發展為強度匹配技術和計算機化的質量碎片技術。
用於氣相色譜-質譜聯用的氣相色譜技術與普通氣相色譜技術不同之處在於:對載氣流率和固定液的流失更為敏感。因受質譜儀真空度所限,載氣流率不易達到最佳化,同時,在載氣種類的選擇上,由於分子分離器原理的要求,只能選取那些擴散系數與樣品化合物相差甚遠的輕質量氣體。一般多採用氦或氫。用於氣相色譜-質譜聯用的色譜柱固定液分離效率要高,熱穩定性要好,固定液在柱中的含量要低,以保證高效低流失。常用的固定液有:SE-30,SE-52,SE-54,OV-1,F-60,QF-1,Dexsil 300,Dexsil 400,PPE-20,SF-96等類型。最近石英毛細管彈性柱也廣泛用於氣相色譜-質譜聯用技術中。
在氣相色譜-質譜聯用技術中的計算機系統能對採集的信息進行數據處理,並可將測定譜與儲存於計算機內的標准譜圖庫進行對照檢索,並自動給出最終測定結果。
氣相色譜-質譜聯用技術在環境分析中用於測定大氣、降水、土壤、水體及其沉積物或污泥、工業廢水及廢氣中的農葯殘留物、多環芳烴、鹵代烷以及其他有機污染物和致癌物。此外,還用於光化學煙霧和有機污染物的遷移轉化研究。
氣相色譜-質譜聯用技術在環境有機污染物的分析中佔有極為重要的地位,這是因為環境污染物試樣具有以下特點:①樣品體系非常復雜,普通色譜保留數據定性方法已不夠可靠,須有專門的定性工具,才能提供可靠的定性結果。②環境污染物在樣品中的含量極微,一般為ppm至ppb數量級,分析工具必須具有極高靈敏度。③環境樣品中的污染物組分不穩定,常受樣品的採集、儲存、轉移、分離以及分析方法等因素的影響。為提高分析的可靠性和重現性,要求分析步驟盡可能簡單、迅速,前處理過程盡可能少。氣相色譜-質譜聯用技術能滿足環境分析的這些要求。它憑借著色譜儀的高度分離本領和質譜儀的高度靈敏(10-11克)的測定能力,成為痕量有機物分析的有力工具。美國使用質譜儀發現了大氣中的過氧乙醯硝酸酯和二氧雜環丙烷的痕跡。 極譜分析法,是根據極譜學的原理建立起來的分析方法。這種分析法是將一面積極小的滴汞電極和一面積較大的去極化電極浸於待測溶液中,逐漸改變二極間的外加電壓,從而得到相應的電流-電壓曲線(極譜圖)。通過對電流-電壓曲線的分析和測量,即可求得試液中相應離子的濃度。
傳統的極譜分析法,靈敏度一般在10-4~10-5摩爾范圍內。近些年來提出了許多新的極譜分析方法。其中應用比較廣泛的有示波極譜法、方波極譜法、脈沖極譜法以及極譜催化法和反向溶出伏安法等。其中反向溶出伏安法在環境分析中使用較多。
反向溶出伏安法又稱為陽極溶出法。這種方法是使被測物質在適當的條件下電解富集在微電極上,然後改變電極的電勢,使富集的物質重新溶出。根據電解溶出過程所得到的極化曲線進行分析。這種方法的靈敏度很高,一般可以達到 10-7~10-10摩爾,可用來測定天然水、海水、生物樣品中的銅、鉛、鎘、銦、鉈、鉍、砷、硒、錫等元素。 根據溶液電導的變化進行測定的電分析方法。在水質監測中,水的電導率是評價水體質量的一個重要指標。它可以反映水中電解質污染的程度,是水質監測中的常測項目。
電導分析法也可以用來測定水中的溶解氧。由於一些非電導元素或化合物可以與溶解氧反應產生離子而改變溶液的電導性,因此可通過測量水體的電導變化來確定水中溶解氧的含量。例如金屬鉈與水中溶解氧反應產生Tl+離子和OH-離子,每增加0.035微西/厘米的電導率(西是西門子,電導單位),相應為1ppb的溶解氧。
大氣中的二氧化硫也常用電導法測定。其原理如下:二氧化硫與水反應生成亞硫酸,其中一部分離解生成氫離子和亞硫酸根離子,呈導電性:
SO2+H2O─→H2SO3
H2SO3匑2H++SO卲
因此使氣體樣品與具有一定電導的溶液以一定比例接觸,通過吸收二氧化硫後溶液電導的增加,就可以連續測定氣體樣品中二氧化硫的含量。此法測量范圍較大,但如果氣體樣品中含有溶於水並會產生電導性的其他氣體,則會影響測定結果的正確性。 包括電位滴定法和直接電位法。電位滴定法是一種儀器分析方法,是電容量分析法。這種方法是以某種能與被測物質反應的標准溶液滴入試液中,並在滴定過程中觀察指示電極電位的變化,根據反應達到等當點時待測物質濃度的突變所引起的電位突躍,來確定滴定終點,從而進行定量分析。此法可用於環境分析中工業廢水的酸鹼滴定、氧化還原滴定、沉澱滴定和絡合滴定等。直接電位法是通過直接測量對待測試液中離子濃度產生響應的指示電極的電位,來進行定量分析的。水質監測中pH值和氧化還原電位的測定都採用直接電位法。
近年來由於離子選擇性電極的產生和發展,使直接電位法在環境監測中得到了更廣泛的應用。例如,應用氟離子選擇性電極測定大氣、天然水和工業廢水中的氟離子,具有快速、准確、方便、靈敏等優點。氰離子選擇性電極、硝酸根電極、鹵族離子和硫離子等電極也都在環境監測中得到了應用。
固態膜鉛離子和鎘離子選擇性電極可以測定 10-7摩爾鉛離子和鎘離子。在實驗室內已開始應用於水、空氣、食品、生物樣品中鉛和鎘的測定。
用於直接電位法的離子選擇性電極種類頗多,中國研製和生產的電極有20多種,其中有些已應用於環境監測和污染控制。 在電解分析基礎上發展起來的一種電化學分析方法。它是通過測量電解反應所消耗的電量來計算結果的。庫侖分析法的基礎是法拉第電解定律。在電流作用下進行電極反應的物質的量與通過電解池的電量成正比。每通過 1法拉第電量,在電極表面即沉積或溶出1克當量的物質。若反應物質的分子量或原子量為M,電極反應時電子轉移數為n,通過電解池的電量為Q,則被測物質的重量W 即可由法拉第定律計算出來:(圖1)
在庫侖分析中,被測物質可以在控制電位下直接在電極上發生反應,也可以利用某種輔助物質在恆電流作用下在電極上發生反應,產生一種庫侖中間體,再與被測物質作用。前者稱為控制電位庫侖分析,後者一般叫做恆電流庫侖滴定。庫侖分析法在環境監測中應用較多。大氣中的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、臭氧和總氧化劑,水中的生化需氧量、化學需氧量、鹵素、酚、氰、砷、錳、鉻等都可以用此法測定。

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