现代环境监测技术专题ppt课件.ppt
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1、1. 1. 液液- -液萃取法(液萃取法(LLELLE) 液液- -液萃取法是一种传统经典的提取方法。它液萃取法是一种传统经典的提取方法。它是利用相似相溶原理,选择一种极性接近于待测组是利用相似相溶原理,选择一种极性接近于待测组分的溶剂,把待测组分从水溶液中萃取出来。常用分的溶剂,把待测组分从水溶液中萃取出来。常用的萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯的萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等甲烷等2. 2. 固相萃取法(固相萃取法(SPESPE) 固相萃取具有有机溶剂用量少、简便快固相萃取具有有机溶剂用量少、简便快速等优点。速等优点。 固相萃取的核心是固相吸附剂,不但能固相萃取
2、的核心是固相吸附剂,不但能迅速定量吸附待测物质,而且还能在合适的迅速定量吸附待测物质,而且还能在合适的溶剂洗脱时迅速定量释放出待测物质,整个溶剂洗脱时迅速定量释放出待测物质,整个萃取过程最好是完全可逆的。萃取过程最好是完全可逆的。 固相萃取柱基本上分两种:固相萃取柱固相萃取柱基本上分两种:固相萃取柱(cartridgecartridge)和固相萃取盘()和固相萃取盘(diskdisk)。)。固相微萃取法(固相微萃取法(SPMESPME)吹脱捕集法(吹脱捕集法(P&TP&T)和静态顶空法()和静态顶空法(HSHS)索氏提取法(索氏提取法(Soxhelt Soxhelt ExtractionExt
3、raction)图图7-1-1 7-1-1 索氏提取器索氏提取器 超声提取法(超声提取法(Ultrasonic ExtractionUltrasonic Extraction)压力液体萃取法(压力液体萃取法(PLEPLE)亚临界水萃取亚临界水萃取法(法(SWESWE)8. 8. 超临界流体萃取法(超临界流体萃取法(SFESFE) 超临界流体萃取法(超临界流体萃取法(Supercritical Fluid Supercritical Fluid ExtractionExtraction)是利用超临界流体的溶解能力和高扩散)是利用超临界流体的溶解能力和高扩散性能发展而来的萃取技术。性能发展而来的萃
4、取技术。9. 9. 微波消解(微波消解(MDMD)和微波辅助萃取法()和微波辅助萃取法(MAEMAE) 微波消解(微波消解(Microwave DigestionMicrowave Digestion)和微波辅助)和微波辅助萃取法(萃取法(Microwave-Assisted ExtractionMicrowave-Assisted Extraction)是利用)是利用微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完成微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完成消解或加速溶出的方法。消解或加速溶出的方法。免疫亲和固相萃取法(免疫亲和固相萃取法(IASPEIASPE)1 1 光谱分析法光谱分析法
5、光谱分析法是基于光与物质相互作用时光谱分析法是基于光与物质相互作用时,测量由物质内部发生量子化的能级之间的,测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射或吸收光谱的波长和强度跃迁而产生的发射或吸收光谱的波长和强度变化的分析方法。变化的分析方法。 n(1 1)荧光分析法)荧光分析法n在一定波长光照射下,荧光强度与荧光物质浓度在一定波长光照射下,荧光强度与荧光物质浓度的定量关系如下:的定量关系如下:nF = KIF = KI0 0c cn式中:式中: F F荧光强度;荧光强度;n K K比例常数;比例常数;n 荧光物质的荧光效率;荧光物质的荧光效率;n I I0 0入射光强度;入射光强度;
6、n c c荧光物质的浓度。荧光物质的浓度。发光分析法发光分析法原子发射光谱分析法原子发射光谱分析法(4 4)原子吸收光谱法)原子吸收光谱法 原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行定量分析的方法。其原理是:试样中待测元素的化定量分析的方法。其原理是:试样中待测元素的化合物在高温下被解离成基态原子,光源发出的特征合物在高温下被解离成基态原子,光源发出的特征谱线通过原子蒸气时,被蒸气中待测元素的基态原谱线通过原子蒸气时,被蒸气中待测元素的基态原子吸收子吸收 原子吸收光
7、谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简便、迅速等特点。可测定便、迅速等特点。可测定7070多种元素,是环境中痕多种元素,是环境中痕量金属污染物测定的主要方法量金属污染物测定的主要方法电位滴定法电位滴定法极谱分析法极谱分析法极谱法是测定电解过程中所得电压极谱法是测定电解过程中所得电压- -电电流曲线为基础的电化学分析方法。极谱分析流曲线为基础的电化学分析方法。极谱分析法有经典极谱法、单扫描极谱法、脉冲极谱法有经典极谱法、单扫描极谱法、脉冲极谱法等,其中经典极谱法的灵敏度较低法等,其中经典极谱法的灵敏度较低 经典极谱法是以滴汞电极为工作电极经典极谱法是以滴汞电极
8、为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,在两电极间施,饱和甘汞电极为参比电极,在两电极间施加直流电压,然后测量在一定外加电压时通加直流电压,然后测量在一定外加电压时通过电解池的电流,绘制电流过电解池的电流,绘制电流- -电压关系曲线电压关系曲线溶出伏安法溶出伏安法3 3 色谱分析法色谱分析法高效液相色谱法高效液相色谱法空间排斥色谱空间排斥色谱色谱色谱- -质谱联用技术质谱联用技术4 4 高效毛细管电泳高效毛细管电泳5 5 免疫分析技术免疫分析技术(3 3)酶联免疫分析)酶联免疫分析 酶联免疫分析(酶联免疫分析(ELISAELISA)是利用标记物的酶)是利用标记物的酶催化底物的显色反应来反映抗原抗体
9、结合的过程,催化底物的显色反应来反映抗原抗体结合的过程,是将酶催化底物反应的灵敏性和抗原抗体反应的是将酶催化底物反应的灵敏性和抗原抗体反应的特异性结合,是一种定性和定量的综合技术。常特异性结合,是一种定性和定量的综合技术。常用的标记酶有辣根过氧化物酶用的标记酶有辣根过氧化物酶(HRP)(HRP)和碱性磷酸和碱性磷酸酶(酶(AKPAKP) 原理为:使抗原或抗体结合到某种固相载体原理为:使抗原或抗体结合到某种固相载体表面,并保持其免疫活性;使抗原或抗体与某种表面,并保持其免疫活性;使抗原或抗体与某种酶连接成酶标抗原或抗体,这种酶标抗原或抗体酶连接成酶标抗原或抗体,这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性
10、,又保留酶的活性既保留其免疫活性,又保留酶的活性6 6 生物传感技术生物传感技术7.2.1 7.2.1 空气污染自动监测技术空气污染自动监测技术图图7-2-1 7-2-1 空气质量自动监测系统基本结构框图空气质量自动监测系统基本结构框图监测子站监测子站图图7-2-2 监测子站设备配置和结构示意图监测子站设备配置和结构示意图2 2 子站布设及监测项目子站布设及监测项目3 3 自动监测仪器自动监测仪器紫外荧光法紫外荧光法SOSO2 2监测仪监测仪图图7-2-3 紫外荧光法紫外荧光法SO2自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理化学发光法NOx自动监测仪NO + ONO + O3 3 NO NO2 2*
11、 * + O + O2 2 NO NO2 2* * NO NO2 2 + hv + hv图图7-2-4 7-2-4 化学发光法化学发光法NOxNOx自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理图图7-2-5 气体滤波相关光谱法气体滤波相关光谱法CO自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理紫外光度法紫外光度法O O3 3自动监测仪自动监测仪图图7-2-6 7-2-6 双光路型紫外光度法双光路型紫外光度法O O3 3自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理图图7-2-7 DOAS7-2-7 DOAS仪器基本组成仪器基本组成图图7-2-8 射线法可吸入颗粒物自动监测仪射线法可吸入颗粒物自动监测仪 锥形元件振荡天平法
12、(锥形元件振荡天平法(TEOM)监测仪)监测仪 图图7-2-9 TEOM法监测仪结构组成图法监测仪结构组成图7.2.2 7.2.2 污染源烟气连续监测系统污染源烟气连续监测系统 污染源烟气连续监测系统是指安装在固定污染污染源烟气连续监测系统是指安装在固定污染源监测口对其排放的污染物浓度和排放率进行连续源监测口对其排放的污染物浓度和排放率进行连续检测,实时跟踪监控数据的设备,也称检测,实时跟踪监控数据的设备,也称CEMSCEMS(Continuous Emission Monitoring SystemsContinuous Emission Monitoring Systems)1 1 气态污
13、染物气态污染物CEMSCEMS 气态污染物连续监测的对象主要为二氧化硫、气态污染物连续监测的对象主要为二氧化硫、氮氧化物等有害气体,为了对其进行排放浓度和氮氧化物等有害气体,为了对其进行排放浓度和排放量的计算,同时监测氧含量。排放量的计算,同时监测氧含量。 监测方法根据采样方式的不同分为采样稀释法监测方法根据采样方式的不同分为采样稀释法、直接抽取法、直接测量法。、直接抽取法、直接测量法。2 2 颗粒物颗粒物CEMSCEMS 烟道颗粒物监测主要有不透明度法、光烟道颗粒物监测主要有不透明度法、光散射法(前散射、后散射、边散射)、散射法(前散射、后散射、边散射)、射射线吸收法、光闪烁法及接触起电法线
14、吸收法、光闪烁法及接触起电法(1 1)浊度仪)浊度仪 根据比尔根据比尔- -朗伯定律光通过含有颗粒物的烟气朗伯定律光通过含有颗粒物的烟气是透明度随是透明度随clcl呈指数下降:呈指数下降: Tr= Tr=I I/ /I I0=e-cl0=e-cl 式中:式中:T Trr光通过烟气的透明度;光通过烟气的透明度; I I光通过烟气后的光强度;光通过烟气后的光强度; I I00无粒子光路中接收到的光强度;无粒子光路中接收到的光强度; c c颗粒物浓度;颗粒物浓度; 质量消光系数;质量消光系数; l l通过烟气光路的长度通过烟气光路的长度7.2.3 7.2.3 水污染连续自动监测系统水污染连续自动监测
15、系统1 1 系统组成系统组成 水污染连续自动监测系统包括地表水和水污染连续自动监测系统包括地表水和废(污)水自动监测系统两类废(污)水自动监测系统两类 2 2 子站布设及监测项目子站布设及监测项目 地表水自动监测系统各测点布设时,首先要地表水自动监测系统各测点布设时,首先要调查研究并收集水文、气象、地质和地貌、污染调查研究并收集水文、气象、地质和地貌、污染源分布及污染现状、水体功能、重点水源保护区源分布及污染现状、水体功能、重点水源保护区等基础资料,然后经过综合分析,确定代表性的等基础资料,然后经过综合分析,确定代表性的监测断面和监测点监测断面和监测点 废(污)水自动监测系统一般建在大型企业废
16、(污)水自动监测系统一般建在大型企业内,测点设于工厂废水的排放口或污水处理系统内,测点设于工厂废水的排放口或污水处理系统的排放口等处的排放口等处3 3 自动监测仪器自动监测仪器(1 1)水温()水温(WTWT)自动监测仪)自动监测仪 测量水温一般用感温元件如铂电阻、热敏电阻测量水温一般用感温元件如铂电阻、热敏电阻做传感器做传感器图7-2-10 水温自动测量原理(2 2)电导率()电导率(ECEC)自动监测仪)自动监测仪 电导率的测定可以反映出水中存在电解质的程电导率的测定可以反映出水中存在电解质的程度,它是检验水体质量的一种快速方法,常用于纯度,它是检验水体质量的一种快速方法,常用于纯净水、超
17、纯水、电子工厂的水质检测。净水、超纯水、电子工厂的水质检测。1 1 电导电极电导电极 2 2 温度补偿电阻温度补偿电阻 3 3 发送池发送池 4 4 运算放大器运算放大器 5 5 整流器整流器图图7-2-11 7-2-11 电流法电导率仪工作原理电流法电导率仪工作原理(3 3)pHpH自动监测仪自动监测仪 pH pH值是水质监测与控制的最基本的理化参数之值是水质监测与控制的最基本的理化参数之一,对于工厂生产、饮用水、废水监测有着重要的一,对于工厂生产、饮用水、废水监测有着重要的辅助作用。辅助作用。pHpH值自动监测一般采用玻璃电极法。值自动监测一般采用玻璃电极法。1-1-复合复合pHpH电极;
18、电极;2-2-温度补偿电极;温度补偿电极;3-3-电极夹;电极夹;4-4-电线连接箱;电线连接箱;5-5-电缆;电缆;6-6-阻抗转换及放大器;阻抗转换及放大器;7-7-指示表;指示表;8-8-记录仪;记录仪;9-9-小计算机小计算机图图7-2-12 pH7-2-12 pH自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理(4 4)溶解氧)溶解氧(DO) (DO) 自动监测仪自动监测仪1-1-隔膜式电极隔膜式电极 2-2-热敏电阻热敏电阻 3-3-发送池发送池图图7-2-13 7-2-13 溶解氧自动监测仪工作原理溶解氧自动监测仪工作原理(5 5)浊度()浊度(TBTB)自动监测仪)自动监测仪 浊度测定常采
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