① 環境監測方法都有哪些
按專業部門分類,環境監測可分為飛秒檢測監測、衛生監測、氣象監測和資源監測等。按污染物存在的介質分類(1)水質污染監測對地表水、地下水和底泥中的物理指標(色度、電導率、溫度、懸浮物等)、化學指標(重金屬、無機鹽類、化學需氧量、生化需氧量、農葯、揮發酚等)和生物學指標(細菌總數、大腸桿菌數)等進行監測。(2)大氣污染監測對大氣中的懸浮顆粒、二氧化硫、一氧化碳、汞等一次污染物和光化學煙霧等二次污染物進行定性和定量測定。(3)土壤污染監測對土壤中的重金屬、農葯殘留量及其它有毒有害物質進行監測。(4)固體廢棄物監測對工業有害固體廢物和生活垃圾的毒性、易燃性、腐蝕性、重金屬等指標進行監測。(5)生物污染監測當生物從環境中攝取營養時,水、空氣、土壤中的污染物質隨之進入生物體內。植物的監測項目大體與土壤監測項目類似,水生生物的監測項目依水體污染情況而定。(6)雜訊污染監測現代工農業生產、交通運輸業和生活雜訊產生的污染日益嚴重,雜訊污染的監測和雜訊控制越來越受到人們的重視。(7)放射性污染監測。
按照監測目的分類(1)例行監測例行監測又稱常規監測或監視性監測,是對指定的項目進行長期、連續的監測,以確定環境質量和污染源狀況、評價環境標準的實施情況和環境保護工作的進展等,是環境監測部門的日常工作,其工作的質量是環境監測水平的標志。例行監測包括環境質量監測和污染源監督監測。環境質量監測基本上是採用各種監測網(如水質監測網、大氣監測網等)在設置的測點上長期收集數據,用以評價環境污染的現狀、污染程度及變化的趨勢,以及環境改善所取得的進展等,從而確定一個區域、國家或全球的環境質量狀況。污染源監督監測是為掌握污染源,監視和檢測主要污染源在時間和空間的變化所採取的定期、定點的常規性監督監測,包括主要生產、生活設施排放的「三廢」監測,機動車輛尾氣監測,雜訊、熱、電磁波、放射性污染的監測等。(2)應急性監測應急監測又稱特定目的監測,監測的內容和形式很多,除一般地面固定監測外,還有流動監測、低空航測、衛星遙測等。按照其特定的目的,主要指:①污染事故監測:在污染事故發生時進行應急監測,以確定污染物的擴散方向、速度和可能波及的范圍,為污染的有效控制提供依據。例如,監測核動力事故發生時放射性物質危害的空間、油船石油溢出污染的范圍、工業污染源意外事故造成的影響。②仲裁監測:當發生環境污染事故糾紛或在環境執法過程中發生矛盾時,進行仲裁監測,為執法部門、司法部門提供具有法律效力的數據。仲裁監測只能由國家指定的權威部門進行。例如,目前我國的排污收費中進行的監測,處理污染事故中進行的監測。③考核驗證監測:包括人員、實驗室的考核,方法的驗證和污染治理工程竣工時的驗收監測等。④咨詢服務監測:為政府部門、生產部門和科研部門等提供的咨詢性監測。如對新建企業進行環境評價時所進行的監測。⑤可再生資源的監測:如對土壤、植被草原和森林等自然資源的監測,監測土壤退化的趨勢,熱帶雨林的變化,牧地的變化等。⑥健康監測:了解污染對人們健康的危害。這是一種非常重要的監測。西方國家多因掌握了這種監測數據和所發生的污染事件才使得政府採取嚴格的控制污染的措施。(3)科研監測科研監測又叫研究性監測,是針對特定目的的科學研究所進行的高層次監測。科研監測主要是通過監測找出污染物在環境中的遷移轉化規律,研製監測環境標准物質,專項調查監測某環境的原始背景值,或參加某個項目的環境評價等。當收集到的數據表明存在環境問題時,還必須研究確定污染物對人體、生物體等各種受體的危害程度。
② 在環境監測過程中如何選擇適宜的環境標准
首先看監測要素,選擇相應環境質量標准,比如說監測要素為地表水,則選用地表水環境質量標准。
其次,根據污染源來選擇相關標准,比如造紙廠污水選用相應的造紙廠污水排放標准。
最後,環境監測方法選擇現行有效的檢測方法標准。
③ 環境監測時需要注意哪些問題
(1)環境監測人員素質
應具有大專以上文化程度,掌握有關的專業知識和基本操作技能。不符合要求者應接受技術培訓,經考核合格後方可從事監測工作。
(2)監測點位的布設
應根據監測對象、污染物性質、分析方法和具體條件,按有關技術規范、規定進行。
(3)采樣時要詳細了解排污單位的生產狀況
生產狀況包括原料種類、用量、半成品、成品種類及用量、用水量、用水部位、生產周期、工藝流程、廢水來源、廢水治理設施處理能力和運行狀況等,特別注意是否存在異常情況。
(4)采樣時應認真填寫采樣記錄
記錄主要內容有:生產企業名稱、樣品類別、采樣目的、采樣日期、樣品編號、采樣地點、采樣時間、監測項目和所加保存劑名稱、污染物外觀特徵描述、企業生產狀況和采樣人等。
(5)采樣頻次、時間和方法
應根據監測對象和分析方法的要求,按有關技術規范、規定執行。樣點的時空分布應能正確反映所監測地區主要污染物的濃度水平、波動范圍及變化規律。
(6)注意樣品的代表性
采樣時要注意樣品的代表性,並防止樣品受污染,在輸送、保存過程中保持待測組分不發生變化。必要時,采樣人員應在現場加入保存劑進行固定,需要冷藏的樣品應在低溫下保存並將樣品迅速送交實驗室。為防止交叉污染,樣品容器應定點定項使用。
(7)實驗室環境
保證實驗室環境不會影響樣品;保證水和試劑的純度要求;各種計量器具按有關規定,定期進行檢定,加強經常性維護和正確使用,達到有效測量;需控制溫度、濕度條件的實驗室應配置相應的設備;重視所用標准溶液的准確性。
(8)檢測標准及方法
分析測試時應優先選用國家標准方法和最新版本的環境監測分析方法。採用其他方法時,必須進行等效性試驗.並報省級以上監測站(包括省級)批准備案。分析人員在開展新項目(包括本人未做過的項目)監測之前,要向質控人員提交基礎實驗報告。凡能做平行樣、質控樣的分析樣品,質控人員在采樣或樣品加工分裝時應編入10%~15%的密碼平行樣或質控樣。樣品數不足10個時,應做50%~100%密碼平行樣或質控樣。
④ 水質環境監測方法有哪些
1
顏色與透明度
水體根據污染物成分不同顯示出各種顏色。常規水質檢測主要根據水質顏色來推測出水中雜質的種類與數量。比如:粘土使水成黃色,硫化氫氧化析出的硫可以使水呈藍色,各種水藻分別呈現出黃綠色以及褐色等。而水質的透明度表明水中雜質對透明光線的阻礙程度。如果透過水層腐蝕一方面白色或者黑色相見的圓盤,並調節圓盤深度直到能看到為止,這個時候圓盤所在的深度與位置標明其透明度。因此,可以通過標明的透明度來判斷水質的狀況。
2
微量成分
水質的微量成分主要以水質檢測儀器來分析。其中主要包括原子吸收光譜法,氣、液相色普法等離子發射光譜法。系統了解各種水質指標的含義具有非常關鍵性意義。對於任何水生生態系統環境都是通過嚴格選擇的指標進行檢測分析結果的。總之,水質的微量成分必須通過這些儀器進行檢測。
3
氧化還原與電化學法
常規水質檢測方法中最典型的就是氧化還原與電化學方法。有水的電導率,氧化與還原電位以及包括PH在內的離子選擇電極的各種指標,比如許多金屬離子等。多為溶解量以及氯離子含量為指標。
4
加熱與氧化劑分解方法
該方法主要將含有生物體在內的有機化合物以及分解時候產生的二氧化碳的含量或者分解時候消耗氧氣的含量等作為水質檢測的指標。
5
溫度與中和方法
其中溫度是最常用的水質檢測方法之一。因為水的許多物理特徵以及水中進行的化學過程中與溫度都息息相關。水源不同,其溫度也不同,但是地表的溫度與當地氣候條件有關,其變化范圍在1—30℃,而海水的溫度變化范圍在2—30℃;中和方法主要包括水體的酸度或者鹼度進行水質檢測。
6
固體含量
天然水中所含物質大部分屬於固體物質,經常有必要測定器含量作為直接的水質檢測標准,各種固體含量標准可以分為三類:其一,懸浮性固體。將水樣過濾之後殘留物烘乾之後殘存的固體物質量,也就是懸浮物質的含量。其二,總固體。水樣在一定溫度下可以蒸發乾燥殘存的固體物質總量,這可以作為常規水質檢測標准之一。其三,統計性固體。溶解性固體主要包括榮譽水的有機物質以及無機鹽,總固體含量是懸浮固體與溶解性固體之和。另外,各種固體含量的測定都是以重量進行的,測定的之後蒸干溫度對結果的影響非常大。因此,在一般情況下,不能得到滿意水質檢測結果,該水質檢測方法的結果不夠精確。
⑤ 環境監測方法的選擇應遵循的基本原則是什麼
合理選擇監測對象的基本原則;
優先監測的原則,考慮到污染物本身的重要性及壓迫性以及項目監測的代表性,有毒物優先;
⑥ 開展環境監測時,選擇監測分析方法的原則是首選什麼分析方法
非分散紅外發(NDIR),監測因子不同監測分析方法也不同,具體一些吧。
⑦ 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。
⑧ 環境監測中常用的色譜分析方法有哪些
環境監測中常用到的色譜分析方法有: 氣相色 譜法、 高效液相色譜法、 離子色譜法。
環境監測是通過對人類和環境有影響的各種物質的含量、排放量的檢測,跟蹤環境質量的變化,確定環境質量水平,為環境管理、污染治理等工作提供基礎和保證。簡單地說,了解環境水平,進行環境監測,是開展一切環境工作的前提。
環境監測通常包括背景調查、確定方案、優化布點、現場采樣、樣品運送、實驗分析、數據收集、分析綜合等過程。總的來說,就是計劃-采樣-分析-綜合的獲得信息的過程。
⑨ 如何對環境監測分析方法的精密度進行檢查
環保檢測分析方法 水質分析檢測規程
一、水硬度的檢測
吸取中速濾紙過濾後的水樣50ml錐型瓶中,加入10ml氨性緩沖液(ph=10)搖勻再加入少許鉻黑T指示劑,用EDTA標准溶液c=0.01mol/L進行滴定,近終點時速度需要緩慢,當溶液顏色由紫紅色變變為純藍色為終點。 分析結果的表述以mmol/L表示 硬度:
1000
2
1vvc(mmol/L)
式中:c—EDTA標液的溶液的濃度(mol/L) v1—消耗EDTA標液的體積(ml) v2—吸取水樣的體積
二、氯離子的檢測
白色氯化銀沉澱,當有過量硝酸銀存在時,則與鉻酸鉀指示劑反應生成磚紅色鉻酸銀表示反應達到終點。
用移液管移取100ml水樣於250ml錐型瓶中,加2滴酚酞,用氫氧化鈉溶液或硝酸溶液或硝酸溶液調節水樣的PH值,鐵紅色剛好變為無色,加入1.0ml鉻酸鉀溶液,在不斷動的情況下,用硝酸銀標液滴定到出現磚紅色為止,記下消耗標液的體積。
分析結果的表述,mg/L表示氯離子的含量按下式計算:
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Cl-=
1000
2
45
.351vcv (mg/L)
式中:v1-滴定水樣時消耗硝酸銀標液的體積。 C—硝酸銀標液的濃度(mol/L) v2—吸取水樣的體積(ml)
35.45—與1.00ml硝酸銀標液[(AgNO3)=1.000mol/L]相當於克表的氯的質量。
三、 PO43—
的測定
方法提要:
在酸性溶液中,用過硫酸鉀作為分解劑,將聚磷酸轉化為正磷酸鹽,正磷酸鹽與銅酸銨反應生成黃色的磷鉬雜多酸,再用抗壞血酸還原成磷鉬藍,於710nm最大吸收波長處測定吸光度。
硫酸溶液1+1 抗壞血酸20g/L 鉬酸胺溶液:26g/L
磷酸標准溶液:1ml含有0.5mg PO43- 磷酸標准溶液:1ml含有0.02mg PO43- 工作曲線的繪制
分別取[0ml、20.ml、4.0 ml、6.0 ml、8.0 ml]0.02mg/ml PO43-的磷標液於5個50ml容量瓶中,依次向各瓶中加入約25ml水,2.0ml鉬酸胺溶液,3.0ml抗壞血酸溶液用水稀釋至刻度,搖勻,室溫下放置10分鍾在分光光度計710nm處,用1cm比色皿,吸水空白為參比,
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測得的吸光度為縱坐標,相對應的PO43-為橫坐標,繪制工作曲線。
分析步驟:取約250ml實驗樣品,經中速濾紙後,貯存於500ml燒杯中既成試樣,從試樣中取5.00ml試樣溶液於100 ml錐型瓶中,加入1.00ml(1+35)的硫酸溶液,5.0ml過硫酸鉀(胺),用水調整錐型瓶中溶液體積約25ml,置於電爐上煮沸15分鍾,在溶液近蒸干為止,取出後流水冷卻至室溫,定量轉移到50ml容量瓶中,加入2.0ml鉬酸胺溶液,3.0ml抗壞血酸溶液,用水稀釋至刻度,搖勻,室溫下放置10分鍾,在分光光度計波長710nm處用試驗溶液為參比測定吸光度,從工作曲線中查的對應磷含量。
計算公式:PO43- =
1000000
100050
1002.0002
.0
測定結果
四、 懸浮物的檢測
取出濾紙哄干5分鍾置於乾燥器皿中放至室溫,用精密天平稱濾紙計讀數後再過濾試樣溶液200ml,過濾完溶液後,取出濾紙再哄干20分鍾乾燥冷卻至室溫,再稱濾紙計讀數。(mg/L)最後結果是:(後稱讀數-前稱讀數)10005
五、 粉塵濃度標准檢測方法
1使用器材:粉塵采樣器(防爆型)
2檢測方法:根據采樣目的,選擇采樣地點。濾膜夾放入采樣頭擰緊,濾膜受塵面應迎向氣流。采樣流量在20L/min,保持恆定。采樣持續時間,根據采樣目的確定,一般為15min。
⑩ 環境監測除了標准曲線法還有什麼方法
1、環境監測的標准曲線法,是一種定量分析方法。是應用於微量分析的定量方法。
2、此外還有標准加入定量分析法。單標准加入法,稱為直接比較法。
3、標准曲線法、標准加入法,都離不開標准溶液。