环境仪器分析(韩长秀)（第二版）

《环境仪器分析》一版教材出版接近10年，得到了全国众多高校的一线教师的垂青，被很多院校教师选作环境仪器分析课程的教材使用。近几年来，我国环境保护事业取得了长足的进展。环境分析方面,无论在内容、范围上，还是在仪器、方法上，都提出了更高的要求。为了服务于现代环境教学， 《环境仪器分析》第二版基本上保持了一版的总体框架和结构,对书中与在环境中应用相关性差的内容进行了删减，更新或增加了一些新知识、新技术，对一版中比较简略的部分进行了充实，力求能较完整地反映当今仪器分析在环境分析中的应用。 

《环境仪器分析》共分为13章，主要介绍了目前在环境分析中常用的一些仪器分析方法，包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱分析法、电位分析法和离子选择电极、电解和库仑分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、质谱分析法、核磁共振波谱法以及联用技术的基本知识、方法原理、仪器组成和在环境分析中的应用等内容。

本书可作为高等院校环境仪器分析课程的教材，也可供从事相关专业工作的人员参考使用。

 

韩长秀，天津理工大学环境与安全工程学院，副教授，南开大学博士毕业，长期从事有关环境科学以及环境仪器分析方面的研究。讲授环境仪器分析课程长达10年之久。

1绪论1

1.1环境分析、仪器分析与环境仪器分析1

1.2仪器分析的分类2

1.3仪器分析发展趋势4

参考文献4

2原子发射光谱法5

2.1光学分析法概述5

2.2原子发射光谱法概述10

2.3原子发射光谱法的基本原理11

2.4原子发射光谱仪的仪器组成及主要类型13

2.5原子发射光谱的分析方法18

2.6原子发射光谱法的应用21

2.7原子发射光谱法在环境分析中的应用21

参考文献23

思考题与习题23

3原子吸收光谱法25

3.1原子吸收光谱概述25

3.2原子吸收光谱分析的基本原理26

3.3原子吸收分光光度计30

3.4干扰及消除35

3.5原子吸收光谱分析的实验技术37

3.6灵敏度、特征浓度及检出限40

3.7原子吸收光谱分析的应用41

参考文献43

思考题与习题43

4原子荧光光谱法46

4.1概述46

4.2原子荧光光谱法的基本原理47

4.3原子荧光光谱仪的类型与结构49

4.4原子荧光光谱法在环境分析中的应用51

参考文献53

思考题与习题53

5紫外-可见分光光度法55

5.1分子光谱概述55

5.2化合物的紫外光谱58

5.3紫外-可见分光光度计64

5.4紫外-可见分光光度法的应用67

5.5紫外-可见分光光度法的实验技术71

5.6紫外-可见分光光度法在环境分析中的应用73

参考文献74

思考题与习题75

6红外吸收光谱法77

6.1概述77

6.2红外光谱吸收原理78

6.3红外光谱仪85

6.4样品制备87

6.5定性和定量分析88

6.6红外光谱技术在环境分析中的应用91

参考文献91

思考题与习题91

7电位分析法和离子选择电极93

7.1概述93

7.2水溶液的pH值测量94

7.3水溶液中氟离子（F-）测量99

7.4气敏电极101

7.5离子选择电极的主要性能参数102

7.6直接电位测量法103

7.7电位分析法在环境分析中的应用104

参考文献106

思考题与习题106

8电解和库仑分析法108

8.1概述108

8.2电解分析法108

8.3电解分析法在环境分析中的应用112

8.4库仑分析法113

8.5库仑分析法在环境分析中的应用116

参考文献118

思考题与习题118

9气相色谱法120

9.1色谱分析法120

9.2气相色谱分析理论基础121

9.3分离条件的选择131

9.4气相色谱分析法133

9.5气相色谱仪仪器简介134

9.6气相色谱检测器136

9.7固定相及其选择144

9.8气相色谱定性方法151

9.9气相色谱定量方法154

9.10毛细管柱气相色谱法158

9.11气相色谱分析在环境分析中的应用159

参考文献165

思考题与习题165

10高效液相色谱法170

10.1高效液相色谱法的特点170

10.2高效液相色谱法的分类及其分离原理171

10.3液相色谱法固定相178

10.4液相色谱法流动相183

10.5高效液相色谱仪186

10.6高效液相色谱法在环境分析中的应用192

参考文献198

思考题与习题199

11质谱分析法201

11.1概述201

11.2质谱分析法基本原理201

11.3质谱仪仪器组成205

11.4质谱定性分析法213

11.5质谱图分析214

11.6质谱仪仪器简介222

11.7质谱分析法在环境分析中的应用223

参考文献225

思考题与习题225

12核磁共振波谱法227

12.1概述227

12.2核磁共振波谱法的基本原理227

12.3核磁共振的重要参数229

12.4核磁共振波谱仪仪器组成233

12.5核磁共振谱图解析235

12.6核磁共振波谱仪仪器简介241

12.7核磁共振波谱法在环境分析中的应用242

参考文献244

思考题与习题244

13联用技术247

13.1联用技术的定义及原理247

13.2联用技术的分类及优点247

13.3常用的联用技术介绍249

13.4联用技术在环境分析中的应用264

参考文献267

思考题与习题267

附录国家环境监测检测标准269

 

前言

《环境仪器分析》版自2008年出版以来，得到了许多读者的垂青，并被不少学校选作教材，这是对我们的鼓励，同时也对我们提出了更高的要求，激励我们在已有的基础上再接再厉。

近几年来，我国环境保护事业取得了长足的进展。环境保护对于环境分析,无论在内容、范围上，还是在仪器、方法上，都提出了更高的要求。因此，2008年编写的《环境仪器分析》版在内容上已略有局限，不能反映当前的学科发展水平。为了更好地适应教学发展的需要，我们决定对《环境仪器分析》版做一次修订，为读者提供一部新版教科书。

《环境仪器分析》（第二版）基本上保持了版的总体框架和结构,对书中与在环境中应用相关性差的内容进行了删减，更新或增加了一些新知识、新技术，对版中比较简略的部分进行了充实，力求能较完整地反映当今仪器分析在环境分析中的应用。但限于我们的水平，不足之处在所难免，恳请读者批评指正。

此次修订，第1～6章由天津工业大学韩长秀执笔，第7～10章由南开大学唐雪娇执笔，第11～13章由天津理工大学毕成良执笔，并由韩长秀负责全书统稿。在本书的再版修订中张宝贵教授全程给予了很多宝贵的建议和指导，范云双对书稿的修改提出了许多宝贵意见，在此致以谢意。

本书参考了国内外仪器分析及其相关研究领域众多资料及科研成果，在此向有关作者致以诚挚的谢意。

编者

2018年12月

版前言

环境问题是当今全世界关注的重大问题之一，而大多环境问题都直接或间接与化学物质有关。要想解决环境问题，必须对环境中化学物质的性质、来源、含量及形态进行分析和监测。仪器分析方法具有检出限低、准确度高、操作简便、分析速度快等优点，因而是环境分析与监测中非常重要的手段。环境仪器分析是为解决环境问题提供信息的必要手段之一。为适应环境科学专业开设环境仪器分析课程的需要，我们根据二十多年来开设本课程的实践和经验，编写了《环境仪器分析》一书。

仪器分析包括范围广泛，我们在内容取舍时主要考虑到环境科学专业的特点，对于环境监测中涉及的常用仪器分析方法进行了论述，将仪器分析理论与在环境分析中的实践经验有机结合，尽量避免烦琐的数学推导。全书共分13章，分别为绪论、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱分析法、电位分析法和离子选择电极、电解和库仑分析法、气相色谱法、高效液相色谱法、质谱分析法、核磁共振波谱法、联用技术。

本书的编写分工：第1章～第5章由韩长秀、张宝贵编写，第6章～第8章由闫丽娟、张宝贵编写，第9章、第10章由任吉丽、张宝贵编写，第11章～第13章由毕成良、张宝贵编写，全书由张宝贵统稿。本书附有电子教案和习题解答，可发E-mail至[email protected]免费索取。

本书参考了国内外仪器分析及其相关领域众多资料及科研成果，在此向有关作者致以诚挚的谢意。

由于编者的水平所限，疏漏之处在所难免，敬请广大读者给予批评指正。

张宝贵

2008年6月于南开园