08306环境分析与监测

08306环境分析与监测

精密度：在相同条件下用同一方法对同一试样进行的多次平行测定结果之间的符合程度。

重复性：同一人员在相同条件下测定结果的精密度

再现性：不同人员在不同实验室测定结果的精密度

准确度：多次测定的平均值与真值（或标准值）相符合的程度。

吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。

发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，以热或光辐射形式释放出来，由此获得的光谱。

原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，发射或吸收一定频率的电磁辐射，所得到的一条条分立的线状光谱。

分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射所组成的带状光谱。

固体光谱：炽热的固体物质及复杂分子受激后，发射出波长范围相当广阔的连续光谱

灵敏线：凡是具有一定强度、能标记某元素存在的特征谱线

分析线：每种元素的原子光谱线中，凡是用来进行定性或定量分析的特征谱线原子发射光谱仪的激发源：（1）直流电弧：分析灵敏度高，强度大，背景小；稳定性差，分析结果的再现性差；（2）低压交流电弧：稳定性高，弧温高；灵敏度低；（3）高压火花：稳定性好，适用于低熔点、易挥发物质或难激发元素；温度低，灵敏度低；（4）电感耦合等离子体（ICP）：目前应用最广。灵敏度高，稳定性好，试样消耗少，工作线性范围宽，信噪比高；费用较高。（5）微波等离子体

原子吸收光谱法的优点:灵敏度高，测定的绝对灵敏度可达10-15～10-13g；精密度和准确度高，受外界因素影响相对较小；需样量少，分析速度快。

原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器、检测器等主要部件组成火焰原子发射光谱法的优点:重现性好、操作简便;背景发射噪声低;基体效应及记忆效应小石墨炉原子化器的优点有：原子化效率

高，气相中基态原子浓度比火焰原子化

器高数百倍，且基态原子在光路中的停

留时间更长，因而灵敏度高得多。缺

点：操作条件不易控制，背景吸收较

大，重现性、准确性均不如火焰原子化

器，且设备复杂，费用较高。

在火焰及石墨炉原子化过程中，消除或

抑制其化学干扰的办法:加入保护剂；

加入稀释剂；加入基体改进剂。

锐线光源的要求：发射线的宽度要明显

小于吸收线的宽度；辐射应有足够的强

度，以保证有足够高的信噪比；辐射应

有足够的稳定性；光谱纯度要高，在光

源通带内无其他干扰光谱；电感耦合等

离子体激发源的优点。

导致原子吸收光谱谱线变宽的主要因

素：自然宽度，与原子的寿命有关；热

变宽：由原子不规则的热运动产生（最

主要的）；压力变宽：吸收原子与外界

气体分子之间的相互作用引起的变宽

原子吸收干扰及消除（1）物理干扰及

消除：物理化学性质而引起的干扰（配

制与待测溶液组成相似的标准溶液）；

（2）化学干扰及消除：待测元素与其

他组分发生化学反应（加入稀释剂、保

护剂）；（3）电离干扰及消除：待测元

素在形成自由原子后进一步失去电子

（加入比待测元素更易电离的其他元

素）（4）光谱干扰及消除：A 非共振线

干扰：单色器不能去掉其他特征谱线

（缩小狭缝宽度）B 背景吸收：分子吸

收和光散射引起（空白校正、氘灯校

正、塞曼效应校正等）

可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部

分，其波长为范围为400～780nm

复合光：包含多种频率的光

单色光：只包含一种频率成分的光

在有机化合物中与紫外可见吸收光谱有

关的价电子主要有三种：形成单键的σ

电子，形成双键或三键的π电子和孤对

电子n电子。其跃迁方式有四种，其能

量大小排布为：σ→σ*＞n→σ*≥π→

π*＞n→π*

助色团：本身不产生吸收峰，能使发色

团吸收峰向长波方向移动，吸收增强的

基团

发色团：含有不饱和键，能吸收紫外可

见光产生*

π

π→或*π

→

n跃迁的基

团

影响紫外-可见吸收光谱的主要因素：

（1）共轭效应：由于分子中具有共轭

体系，使各级能级间能量差减小，跃迁

所需能量降低，从而使吸收峰向长波方

向移动。（2）助色效应：助色团与发色

团相连，是吸收增强的现象（3）超共

轭效应：烷基σ电子与共轭体系中的π

电子共轭，是吸收强度加强的现象

（4）溶剂效应：溶剂的极性强弱对吸

收光谱的吸收峰波长、强度和形状的影

响。

吸收峰在紫外-可见光谱中的波带位置

称为吸收带，通常有以下四种：R吸收

带由n→π*跃迁产生；K吸收带共轭

体系中π→π*跃迁而产生；B吸收带

芳香族化合物的π→π*跃迁而产生的

精细结构吸收带；E吸收带芳香族化

*

非完全意义上的单色光而是复合光；溶

液的不均匀性，如部分入射光因散射而

损失；溶液中发生了如解离、缔合、配

位等化学变化

电极极化：电极电位偏离其平衡电极电

位的现象

参比电极：电极电位恒定，不受溶液组

成或电流流动方向变化影响的电极称为

参比电极。

指示电极：电位随溶液中待测离子活度

（或浓度）变化而变化，并能反映出待

测离子活度（或浓度）的电极。指示电

极用于测量过程中溶液主体浓度不发生

变化的情况。工作电极用于测量过程中

溶液主体浓度发生变化的情况。

离子选择性电极的主要部件：对特定离

子有选择性响应的薄膜（敏感膜或传感

膜）；内参比溶液；内参比电极；导

线；电极杆

pH玻璃膜电极是使用最早和最广泛的

非晶体膜电极。其使用的适宜pH为

1<pH<9

TISAB 的作用：恒定离子强度；控制溶液的pH ；掩蔽干扰离子；稳定液接电位；影响测定结果的准确度

迁移电流：由于电活性物质发生电化学反应所产生的电流。

极谱分析中干扰电流（1） 残余电流，溶液中痕量杂质所产生的电解电流、充电电流（2）迁移电流：由于电活性物质发生电化学反应所产生的电流。（3）极谱极大：汞滴表面各部分电荷密度不均匀（4）氧波：溶解氧分子的电化学还原

固定相：在液相色谱分析法中，色谱柱中固定不动一相。

流动相：携带混合物流过此固定相的液体。

保留时间：组分从进样到出现峰最大值所需的时间。

死时间：不能被固定相滞留的组分从进样到出现峰最大值所需的时间。

分配系数：组分在流动相和固定相之间达到平衡时的浓度之比。

高效液相色谱法按分离过程分类：(1)离子交换色谱：利用离子交换剂对各组分的亲和力不同进行分离的色谱法。(2)吸附色谱：利用固体吸附剂表面对各组分吸附能力强弱的不同进行分离的色谱法。(3)分配色谱：利用组分在两相中溶解能力和分配系数的差异进行分离 (4)排阻色谱（凝胶色谱）：利用多孔性物质对分子大小不同的各组分的排阻作用差异而进行分离。

正相色谱：以极性较强的物质为固定相，以弱极性或中等极性的溶剂为流动性的液液色谱分析法。

反相色谱：固定相为非极性，流动相为极性。

色谱定量分析的方法：（1）归一化法：试样中的各组分均能流出色谱柱，且都有相应的色谱峰

试样中有n 个组分，每个组分的量为m 1、m 2、...、m n ，以各组分含量的总和m 为100%，其中组分i 的百分含量C i 可按下式计算：

%

100......%10021?+++++=?=n

i i i i m m m m m m m C 即%100......2211?++++=

n

n i i i

i i

f A f A f A f A f A C f

为校正因子，A 为峰面积

（2）内标法：加入试样中不存在，且与待测组分含量相接近的物质（3）外标法：操作简便，对操作条件的稳定和进样量的重现性要求较高

气相色谱的特点：选择性高；灵敏度

高；分离效能高；分析速度快；应用范围广

气相色谱仪的主要组成部分：气路系统，进样系统，分离系统，检测系统，记录系统和温控系统。色谱柱是“心脏”，检测器是“眼睛”。分离系统和检测系统是仪器的核心。

气相色谱四种常见检测器（1）热导检测器（TCD ）通用型检测器，应用广泛（2）氢火焰离子化检测器（FID ）只对碳氢化合物产生信号（3）电子捕获检测器（ECD ）只对电负性的物质如含卤素，S ，P ，O ，N 的物质有响应（4）火焰光度检测器（FPD ）对含硫、磷化合物具有高选择性、高灵敏度的检测器。

计算题：

1.用高效液相色谱法同时测定土壤中A 、B 、C 三种农药的残留量：称取已制备好的土壤20.0g ，经提取净化后，定容至5.0mL ，测得此溶液中A 、B 、C 三种物质对应的色谱峰面积分别为50.5、3

2.1、100.2。已知A 、B 、C 三种农药的标准曲线分别为

Y A =98.94X A +1.285、Y B =93.06X B -1.356、Y C =118.7X C +1.906:X ，Y 分别代表峰面积和标液浓度(mg·L -1），假设方法的回收率为100%，求被测土样中A 、B 、C 三种农药的残留量(结果以mg·kg -1表示)。（10分） 解：根据标准曲线，得定容后5.0mL 溶液中A 、B 、C 三种物质对应的质量浓度

X A =（Y A -1.258）/98.94=0.4977 mg·L -1 X B =（Y B +1.356）/93.06=0.3595 mg·L -1 X C =（Y C -1.906）/118.7=0.8281 mg·L -1 结合已知条件可得，

被测土样中A 的残留量为R A = X A *5.0 mL /20.0

g=0.4977*5.0/20.0=0.124mg·kg -1 被测土样中B 的残留量为R B = X B *5.0 mL /20.0 g=0.3595*5.0/20.0=0.0899 mg·kg -1 被测土样中C 的残留量为R C = X C *5.0 mL /20.0 g=0.8281*5.0/20.0=0.207

mg·kg -1

故被测土样中A 、B 、C 三种农药的残留量分别为0.120 mg·kg -1、0.090 mg·kg -1、0.207 mg·kg -1。

2.用荧光分析法测定食品中维生素B 2

的含量：称取 2.00g 食品，用10.0mL 氯仿萃取（萃取率100%），取上清液2.00mL ，再用氯仿稀释为10.0mL 。维生素B 2氯仿标准溶液浓度为0.200µg·mL -1。测得空白溶液、标准溶液和样品溶液的荧光强度分别为：F o =0.5，F s =58.5，F x =50.5，求该食品中维生素B 2的含量（μg/g ）。（10分）

1.解 F s - F o =Kc s ，F x - F o =Kc x 将F o =0.5，F s =58.5，F x =50.5，c s =0.200μg/mL 代入方程中， 解得 c x ==0.172 μg/mL

则 食品中维生素B 2的含量= c x ×10.0×10.0÷2÷2 =4.31 μg/g

3．2.0×10-5moL/L KMnO 4溶液，在λmax =525nm 处用2.0cm 吸收皿测得吸光度A=0.336，计算吸光系数a 和摩尔吸光系数ε。(KMnO 4的摩尔质量为158.04 g/mol)

a=A/bc=

04

.1581022336

.05???-=

53.15L ·g -1·cm -1

ε= A/bc=5

1022336

.0-??=8400

L ·mol -1·cm -1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lyt4.html