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1 绪论1

1.1 环境分析的任务特点2

1.2 环境分析方法和技术3

1.2.1 选择分析方法的原则3

1.2.2 环境分析方法和技术分类3

1.3 环境分析技术的发展趋势与方向5

思考题6

参考文献7

2 环境样品的采集与预处理技术8

2.1 水样的采集9

2.1.1 水样的类型9

2.1.2 各类水样的采集9

2.1.3 水样的运输与保存15

2.2 大气样品的采集16

2.2.1 直接采样法16

2.2.2 富集（浓缩）采样法17

2.3 土壤样品的采集21

2.3.1 土壤样品的采集21

2.3.2 土壤样品的加工23

2.3.3 土壤样品的保存24

2.4 生物样品的采集和制备25

2.4.1 植物样品的采集和制备25

2.4.2 动物样品的采集和制备26

2.5 环境样品的预处理27

2.5.1 消解法27

2.5.2 沉淀分离法31

2.5.3 气提、顶空和蒸馏法32

2.5.4 液液萃取法33

2.5.5 索氏提取法34

2.5.6 微波辅助萃取35

2.5.7 加速溶剂萃取法35

2.5.8 固相萃取法36

2.5.9 固相微萃取（SPME）39

2.5.10 超临界流体萃取（SFE）39

思考题40

参考文献41

3 化学分析法42

3.1 滴定分析法43

3.1.1 概述43

3.1.2 滴定分析法分类43

3.1.3 标准溶液44

3.1.4 滴定分析方法45

3.2 重量分析法63

3.2.1 重量分析法的分类63

3.2.2 沉淀分离法63

3.2.3 重量分析法对沉淀的要求64

3.2.4 沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧64

3.3 化学分析法在环境分析中的应用65

3.3.1 酸度的测定（酸碱滴定法）65

3.3.2 碱度的测定（酸碱滴定法）66

3.3.3 溶解氧（DO）的测定（碘量法）68

3.3.4 总硬度的测定（配位滴定法）70

3.3.5 氯离子的测定（沉淀滴定法）72

3.3.6 化学需氧量（COD）的测定（重铬酸钾法）74

3.3.7 五日生化需氧量（BOD5）的测定（稀释—接种法）75

3.3.8 高锰酸盐指数的测定（高锰酸钾法）78

3.3.9 硫化物的测定（碘量法）79

3.3.10 悬浮物（SS）的测定（重量法）80

3.3.11 石油类的测定（重量法）81

3.3.12 硫酸盐的测定（质量法）82

3.3.13 总悬浮颗粒物（TSP）的测定（重量法）84

思考题85

参考文献85

4 电化学分析法86

4.1 电化学分析基本原理87

4.2 电位分析法87

4.2.1 电位分析法概述87

4.2.2 电位法测定溶液的pH值88

4.3 离子选择性电极89

4.3.1 离子选择性电极概述89

4.3.2 离子选择性电极的选择性90

4.3.3 几种离子选择电极90

4.4 电位滴定法94

4.4.1 电位滴定法的应用方向94

4.4.2 电位滴定法原理95

4.4.3 终点的确定95

4.5 溶出伏安法95

4.5.1 阳极溶出伏安法96

4.5.2 阴极溶出伏安法96

4.5.3 变价离子溶出伏安法96

4.6 电化学分析法在环境分析中的应用97

4.6.1 离子选择性电极法测定水中的氟化物97

4.6.2 玻璃电极法测定水体pH值99

4.6.3 阳极溶出伏安法测定水中的Pb、Cd、Cu、Zn100

4.6.4 电位滴定法测定水中阴离子洗涤剂101

4.6.5 离子选择电极法测定空气中氨102

思考题104

参考文献104

5 紫外—可见吸收光谱法105

5.1 概述106

5.1.1 紫外—可见吸收光谱分析法的分类106

5.1.2 紫外—可见吸收光谱分析法的特点106

5.2 光吸收定律106

5.2.1 朗伯—比耳定律106

5.2.2 偏离朗伯—比耳定律的原因107

5.3 化合物的电子光谱108

5.3.1 有机化合物的电子跃迁类型108

5.3.2 常用术语109

5.3.3 有机化合物的紫外—可见吸收带109

5.4 紫外—可见分光光度计110

5.4.1 紫外—可见分光光度计的主要部件110

5.4.2 分光光度计的类型111

5.4.3 紫外—可见分光光度法的应用112

5.5 紫外—可见吸收光谱法在环境分析中的应用115

5.5.1 在水质分析中的应用115

5.5.2 在气体分析中的应用134

5.5.3 在土壤分析中的应用150

思考题153

参考文献153

6 红外吸收光谱法155

6.1 概述156

6.1.1 红外光区的划分156

6.1.2 红外吸收光谱的表示方法156

6.1.3 红外吸收光谱法的特点157

6.2 红外吸收光谱法的基本原理157

6.2.1 红外光谱产生的条件157

6.2.2 分子振动的类型158

6.2.3 红外吸收峰的强度161

6.3 红外吸收光谱与分子结构的关系161

6.3.1 红外吸收光谱特征吸收频率161

6.3.2 官能团区162

6.3.3 指纹区163

6.3.4 常见化合物主要基团的特征吸收频率163

6.3.5 引起基团吸收频率位移的因素165

6.3.6 红外吸收光谱法的应用167

6.4 红外吸收光谱仪168

6.4.1 仪器的构造168

6.4.2 色散型红外光谱仪170

6.4.3 傅里叶变换红外光谱仪170

6.5 红外吸收光谱法在环境分析中的应用171

6.5.1 水中石油的非分散红外光度法的测定171

6.5.2 空气质量一氧化碳的测定——非分散红外法172

6.5.3 环境空气二氧化碳的测定——红外分光光度法173

6.5.4 水质 总有机碳的测定——燃烧氧化—非分散红外吸收法174

思考题177

参考文献177

7 原子吸收光谱法178

7.1 原子吸收光谱分析法概述179

7.2 原子吸收光谱分析基本原理179

7.2.1 原子吸收光谱的产生179

7.2.2 谱线轮廓与谱线变宽180

7.2.3 原子吸收光谱测量方法181

7.3 原子吸收分光光度计的结构182

7.3.1 光源182

7.3.2 原子化系统184

7.3.3 光学系统188

7.3.4 检测系统189

7.4 原子吸收光谱分析条件选择190

7.4.1 分析波长选择190

7.4.2 狭缝宽度选择191

7.4.3 灯电流选择191

7.4.4 原子化条件的选择191

7.5 原子吸收光谱法定量方法193

7.5.1 标准曲线法193

7.5.2 标准加入法193

7.6 原子吸收光谱分析中的干扰及消除194

7.6.1 化学干扰与消除194

7.6.2 电离干扰与消除195

7.6.3 物理干扰与消除195

7.6.4 光谱干扰及消除196

7.7 原子荧光光谱法199

7.7.1 原子荧光光谱法的基本原理199

7.7.2 原子荧光光度计200

7.7.3 干扰及消除201

7.8 原子吸收和原子荧光光谱法在环境分析中的应用201

7.8.1 原子吸收和原子荧光光谱法在水和废水分析中的应用201

7.8.2 原子吸收和原子荧光光谱法在土壤分析中的应用205

7.8.3 原子吸收和原子荧光光谱法在食品分析中的应用219

7.8.4 火焰原子吸收分光光度法测定环境空气中颗粒Pb222

思考题224

参考文献225

8 原子发射光谱法226

8.1 概述227

8.1.1 发射光谱分析法基本原理227

8.1.2 原子发射光谱法的特点228

8.2 原子发射光谱仪器228

8.2.1 光源228

8.2.2 光谱仪229

8.2.3 检测装置231

8.3 原子发射光谱分析方法232

8.3.1 光谱定性分析232

8.3.2 光谱半定量分析234

8.3.3 光谱定量分析235

8.4 原子发射光谱法在环境监测中的应用240

8.4.1 电感耦合等离子体发射光谱法测定生活饮用水及其水源水中Al、Sb、As、Ba、Be、B、Cd、Ca、Cr、Co、Cu、Fe、Pb、Li、Mg、Mn、Mo、Ni、K、Se、Si、Ag、Na、Sr、Tl、V和Zn240

8.4.2 电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Mo和Cr243

思考题245

参考文献245

9 分子发光分析法247

9.1 荧光分析法248

9.1.1 基本原理248

9.1.2 荧光分析仪器251

9.1.3 荧光的常规测定方法253

9.1.4 荧光分析新技术简介253

9.2 荧光分析法在环境分析中的应用254

9.2.1 荧光分光光度法测定水中／食品中苯并［a］芘254

9.2.2 紫外荧光法测定空气中的SO2256

9.3 化学发光分析法257

9.3.1 概述257

9.3.2 基本原理258

9.3.3 化学发光分析的仪器259

9.4 化学发光分析法在环境分析中的应用260

9.4.1 化学发光分析法测定空气中的氮氧化物（NOx）260

9.4.2 化学发光分析法测定空气中的O3261

思考题263

参考文献263

10 气相色谱分析264

10.1 概述265

10.1.1 色谱法分类265

10.1.2 气象色谱仪265

10.1.3 色谱流出曲线和有关术语266

10.2 气相色谱分析理论基础268

10.2.1 气相色谱的基本原理268

10.2.2 色谱分离的基本理论269

10.3 气相色谱固定相270

10.3.1 气—固色谱固定相270

10.3.2 气液色谱固定相270

10.4 气相色谱检测器273

10.4.1 热导检测器273

10.4.2 氢火焰离子化检测器274

10.4.3 电子俘获检测器275

10.4.4 火焰光度检测器276

10.4.5 检测器的性能指标277

10.5 气相色谱定性方法279

10.5.1 根据色谱保留值进行定性分析279

10.5.2 与其他方法结合的定性分析法281

10.5.3 利用检测器的选择性进行定性分析281

10.6 气相色谱定量方法281

10.6.1 定量校正因子282

10.6.2 几种常用的定量计算方法282

10.7 气相色谱在环境分析中的应用284

10.7.1 气相色谱法测定水中苯系物284

10.7.2 二硫化碳萃取气相色谱法测定水中氯苯285

10.7.3 气相色谱法测定水中五氯酚287

10.7.4 气相色谱法测定水中有机磷农药288

10.7.5 气相色谱法测定土壤中多氯联苯290

10.7.6 气相色谱法测定土壤和底泥中有机氯农药291

10.7.7 气相色谱法测定空气中的苯系物293

思考题295

参考文献296

11 高效液相色谱分析297

11.1 概述298

11.2 高效液相色谱法的基本原理298

11.2.1 液相色谱的速率方程298

11.2.2 柱外效应299

11.3 高效液相色谱法的主要类型及其分离原理300

11.3.1 液液分配色谱法300

11.3.2 液固吸附色谱法301

11.3.3 空间排阻色谱法301

11.4 高效液相色谱仪302

11.4.1 高压输液系统303

11.4.2 梯度洗提装置303

11.4.3 进样系统303

11.4.4 色谱柱304

11.4.5 检测器305

11.5 高效液相色谱分离类型的选择306

11.6 液相色谱在环境分析中的应用307

11.6.1 液相色谱法测定水中阿特拉津307

11.6.2 液相色谱法测定水中6种特定多环芳烃308

11.6.3 液相色谱法测定水中苯胺类化合物311

11.6.4 液相色谱法测定水中邻苯二甲酸酯类化合物313

11.6.5 液相色谱法测定大气颗粒物中的苯并［a］芘314

思考题316

参考文献316

12 离子色谱分析317

12.1 概述318

12.2 离子色谱法的主要类型及其分离原理318

12.2.1 离子交换色谱法318

12.2.2 离子排斥色谱法319

12.2.3 离子对色谱法319

12.3 离子色谱仪320

12.3.1 输液系统320

12.3.2 进样系统320

12.3.3 分离系统321

12.3.4 抑制系统321

12.3.5 检测系统323

12.3.6 数据处理系统324

12.4 离子色谱在环境分析中的应用324

12.4.1 离子色谱法测定水样中的SO2- 4、HPO2- 4、NO- 2、NO3 -、F-、Cl-325

12.4.2 离子色谱法测定空气中的氨327

12.4.3 离子色谱法测定空气中的氯化氢328

思考题330

参考文献330

13 质谱分析法331

13.1 质谱分析概述332

13.2 质谱分析原理和仪器332

13.2.1 真空系统333

13.2.2 进样系统333

13.2.3 离子源333

13.2.4 质量分析器336

13.2.5 离子检测器和记录系统340

13.3 质谱峰和主要离子峰340

13.3.1 质谱图和质谱表340

13.3.2 质谱中主要离子峰340

13.4 质谱定性分析及图谱解析343

13.4.1 相对分子质量的测定343

13.4.2 分子式的确定344

13.4.3 分子结构的确定345

13.5 质谱定量分析345

13.6 联用技术346

13.6.1 气相色谱—质谱（GC-MS）联用技术346

13.6.2 液相色谱—质谱（LC-MS）联用技术347

13.6.3 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）347

13.7 质谱分析在环境分析中的应用347

13.7.1 气相色谱—质谱法测定水中多氯联苯（PCBs）348

13.7.2 毛细管柱气相色谱—质谱法测定水中有机氯农药349

13.7.3 气相色谱—质谱法测定水中有机锡化合物349

13.7.4 气相色谱—质谱法测定水中挥发性有机物（VOCs）350

13.7.5 电感耦合等离子体质谱法测定水中的金属元素351

13.7.6 电感耦合等离子体质谱法测定土壤中的Cd、Pb、Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Mo、As和Cr353

思考题353

参考文献354

附：元素周期表356