《环境分析化学》PPT课件.ppt

环境分析化学（第七章）,温州大学化学与材料工程学院叶明德,本章目录,一、环境监测概述二、水和废水监测三、大气和废气监测四、连续自动监测技术及简易监测方法,问题与思考,1、请简述大气中常见污染物的测定方法？2、测油分、溶解氧的水样如何采集？3、环境水样的常量分析与微量分析有何不同？4、请简述水质监测中有哪几类常见的污染物？5、计算题：大气中SO2、水样中的COD,环境监测：通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量或污染程度）及其变化趋势。监测过程：现场调查计划设计优化布点 样品采集运送保存分析测试 数据处理综合评价环境监测的分类：专业部门（温州市环境监测系统）常用：水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测 噪声监测、放射性监测、电磁辐射监测等等。,第七章 环境监测,（一）环境监测的发展 1被动监测阶段分析污染事件中的化学污染物，2主动监测阶段监测手段多样化，监测范围从点 到面，寻找污染物与生物间的联系 3自动监测阶段 先进的监测技术（遥感，计算 机），预测未来，污染防治监测（二）环境污染和环境监测的特点 1环境污染的特点 时间分布，空间分布，污染与本底，综合效应，社会评价 2环境监测的特点:综合性，连续性，追踪性,一、环境监测概述,（三）监测技术概述 1化学和物理技术化学分析法和仪器分析法 重量法,容量分析 仪器分析：光谱，色谱，电化学，放射分析，流动注射 2生物技术 3监测技术的发展（四）污染环境优先污染物和优先监测 环境监测的重点：有毒化学物污染 优先监测：优先污染物已知700万种，进入环境10万种，美国最早：70年代中期“清洁水法”中129种 其后，43种空气优先污染物,（五）水质环境标准 1地表水环境质量标准（GB38382002）：五类：类水:源头水 高锰酸盐指数 2 溶解氧DO 7.5 类水:饮用水一级 高锰酸盐指数 4 溶解氧DO 6 类水：饮用水二级 高锰酸盐指数 6 溶解氧DO 5 类水：一般工业用水 高锰酸盐指数 10 溶解氧DO 3 类水：农业用水 高锰酸盐指数 15 溶解氧DO 2 2生活饮用水卫生标准（GB57492006）：感官性状指标，化学指标，毒理学指标，细菌学指标，放射性指标 3海水水质标准（GB30971997）4渔业水质标准（GB116071989）5农田灌溉水水质标准（GB50841992）,6污水综合排放标准（GB89781996）、类水从严控制排污，类水执行一级污水排放标准，、类水执行二级污水排放标准，城镇下水道（进入二级水处理厂）执行三级污水排放标准。第一类污染物：在环境或生物体内积蓄，对人体产生长远不良影响 Hg Cd Cr As Pb Ni 苯并芘(P13表1-4标准)第二类污染物：执行一级、二级、三级标准 7医院污水排放标准（GBJ481983）8造纸工业水污染物排放标准（GB35442001）9甘蔗制糖工业水污染物排放标准（GB35461983）10石油炼制工业水污染物排放标准（GB35511983）11纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287-2008 讨论中）,（六）大气环境标准 1环境空气质量标准（GB3095-1996）标准分为三级：总悬浮微粒、飘尘、SO2、NOX、NO2 CO、光化学氧化剂O3、Pb、苯并a芘、氟化物 2大气污染物最高允许浓度（GB9137-1988）3居民区大气中有害物质最高允许浓度（TJ36-1979）4车间空气中有害物质的最高允许浓度（TJ361979）5十三类有害物质的排放标准（GBJ4-1973）6锅炉烟尘排放标准（GB38411983）7汽车污染物排放标准（GB18352.3-2005）,GB3095-96大气标准,（七）固体废物控制标准 1农用污泥中污染物控制标准（GB284-1984）2农用粉煤灰中污染物控制标准（GB173-1987）3农药安全使用标准（GB4285-1984）4城镇垃圾农用控制标准（GB8172-1987）5有色金属工业固体废物污染控制标准（GB5085-1985）6建筑材料产品及建材用工业废渣放射性物质控制 要求（GB 6763-2000）,二、水和废水监测,1水质监测的对象和目的 1）环境水体监测：地表水（江、河、湖、库、海水）和地下水 2）水污染源监测：生活污水、医院污水、各种废水 3）监测目的：经常性监测、监视性监测（排污收费）、应急监测和评价监测2水质监测分析方法 选择方法的原则：灵敏度满足定量要求，方法成熟准确，操作简便，抗干扰 1）国家标准分析方法60多项 2）统一分析方法 3）等效方法,3地面水质监测方案的制定 1）基础资料的收集背景材料，排污情况，资源现状和水的用途 2）监测断面和采样点的设置：设计原则：居民区工业区的上下游，河湖库的出入口 河流监测断面:对照断面（上），控制断面（500-1000米）削减断面（下游1500米）湖泊水库监测断面入出口，功能区等 采样点位的确定：江河宽度50米，水深5米:设水面0.3-0.5米下一个采样点 宽度100-1000米:设水面0.3-0.5米下一个采样点 水深10-50米，设三个采样点（上中下）,3）采样时间和采样频率的确定 河流:丰水期、平水期、枯水期，每期采样二次 排污渠:每年3次4地下水质监测方案的制定5水污染源监测方案的制定 工业废水：车间排污口监测一类污染物，总排污口监测二类污染物 或在处理设施的排放口 生活污水和医院污水设在总排放口,6、水样的采集和保存7、水样的预处理8、物理性质试验（9项）水温现场测定 一般用半圆槽壳内的水银温度计 颜色外观指标（颜色、浊度、悬浮物），一般指真色 真色：除去悬浮物后水的颜色（没除悬浮物的水颜色称表色）钴标准比色法：1mg Pt和0.5mg Co所具有的颜色为一度 臭 用无臭水稀释至刚好闻出臭味时的稀释倍数 残渣：一定的温度下蒸发，烘干后剩余的物质，用蒸发皿水浴加 热或蒸气浴加热（103-105OC），单位：mg/L 电导率与无机的酸碱盐在关，用电导仪测定 浊度测定方法：分光光度法，目视比色法，浊度计法 用硅藻土（或白陶土）作为浊度标准，用肉眼比比浊度,9、金属化合物的测定方法：测微量金属 分光光度法，原子吸收分光光度法，阳极溶出伏安法 测常量金属容量法（四大滴定）汞：饮水标准限值0.001mg/L，日本水俣病甲基汞 镉：损害肾脏，软化疏松骨质，来源：电镀、采矿、冶炼、电池、化工 铅：中毒贫血、神经机能失调、肾损伤 来源：蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀 铜：人体必须微量元素，过量有毒 锌:人体微量元素（生命的火花），过量有毒 铬：六价铬（致癌物）毒性比三价铬毒 来源：矿石加工，金属表面处理，皮革鞣制，印染 砷：三价砷比五价砷毒性大，如砒霜As2O3积累性中毒 来源：采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、玻璃、制革,10、非金属化合物的测定 酸度和碱度 pH饮用水要求在6.58.5:常用pH计测定 溶解氧(DO)必须在4mg/L以上，否则鱼类则难以生存 氰化物简单氰化物、络合氰化物、有机氰化物（腈）简单氰化物毒性大，易于铁结合引起缺氧 来源：电镀、焦化、造气、选矿、石油化工、有机玻璃制造、农药mg/L,缺乏易患龋齿病,高时斑齿病 来源:铝加工、玻璃、磷肥、电镀、陶瓷、农药等含氮化合物：氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮、总氮硫化物来源：焦化、造气、选矿、造纸、印染、制革 毒性：危害细胞色素、氧化酶使细胞缺氧，并腐烂管道,11、有机化合物的测定 化学需氧量 在一定条件下，氧化1升水样中还原性物质所消 耗的氧化剂的量，用O2 mg/L 高锰酸盐指数 生化需氧量（BOD5）：单位体积水中有机物生物降解所消耗的溶 解氧（mg/L）测定方法：20OC培养五天，测定培养前后的DO差值即BOD5 总有机碳（TOC）：单位体积水中碳的含量作为有机物总量的综合指标 总需氧量（TOD）：O2 mg/L燃烧（石英管中，Pt催化），测燃烧 前后原料气中氧的减少量，用TOD测定仪 挥发酚类 矿物油：来源原油开采、加工、各种炼制油的使用部门 测定方法：重量法硫酸酸化，石油醚萃取，除去石油醚，称残渣量,三、大气和废气监测,1、大气污染物及其存在状态 1）一次污染物与二次污染物 一次污染物：从污染源直接排放到大气中的有害物质 TSP、SO2、NOX、CO、CH等，TSP中包含苯并 芘等致癌物质、重金属、多种化合物。二次污染物：一次污染物在大气中经反应后新的污染物 如：硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯（PAN）2）分子状态污染物：SO2、NOX、CO、HCl、Cl2、O2 常温常压下是气体形式 3）颗粒状态污染物：粒径100m称降尘,粒径10m称飘尘(毒性较大),2、大气污染物的时空分布特点 染源的分布、排放量及地形、地貌、气象条件等有关 分布曲线（SO2）：一年之中1、2、11、12月浓度高，4-10月低 一天之中早上八点最高，晚八点次高3、监测项目 1）连续采样的监测项目：必测SO2、NOX、TSP、硫酸盐化速率、灰尘 自然降尘 选测CO、PM、HCl、O3、F-、CH等 2）自动监测项目：必测SO2、NOX、PM或TSP、CO，选测HC、O3 大气环境质量标准常测项目6种，居民区大气有害物最高允许浓度34种,4、监测网点的布设：一般采用经验法 1）原则要求：高、中、低三处，下风口，密集区多采样，高度1.5-2.0米 2）采样点数:按人口（测SO2、NOX、TSP），50万取3个采样点(温州市)3）布点方法:按功能区、网格、同心圆、扇形几种布点法,5大气样品的采集方法 1）直接采样法：注射器、塑料袋、采样管、真空瓶采样 2）富集（浓缩）采样法：用于低浓度，测定采样段的浓度平均值，溶液吸收法（常用）：倒出采样后的吸收液测定，常用多孔筛板吸收管 填充柱阻留法：6-10cm，内径3-5cm，内装颗粒状填充剂,6、采样仪器 1）组成三部分：收集器、流量计（转子流量计需 用皂膜流量计校正）、采样动力 颗粒物测定需用动力较大的真空泵或刮板泵2）专用采样装置：大气采样器、颗粒（总悬浮微粒、飘尘）采样器 总悬浮微粒（TSP）采样器：有大流量和中流量，飘尘采用大流量,7、气态和蒸气态污染物质的测定 SO2的测定：四氯汞钾-盐酸副玫苯胺分光光度法 NOX的测定：盐酸萘乙二胺分光光度法 CO的测定：CO监测仪 总氧化剂:能氧化碘析出碘的物质 O3、NOx、PAN（过氧乙酰硝酸酯）硫酸盐化速率的测定：碱片-重量法：K2CO3+玻璃纤 维滤膜曝露于空气中，与SO2反应 硫酸盐,再加BaCl2生成BaSO4，用重量法测定 总烃及非甲烷烃的测定 氟化物的测定 汞的测定,8、大气颗粒物的测定 TSP、IP、自然降尘、TSP中主要组分 1）总悬浮颗粒物（TSP）的测定滤料阻留法 2）可吸入尘（飘尘，IP）的测定 重量法大流量重量法和小流量重量法 大流量重量法：带有10m以上颗粒物切割器，剩下小于 10m的颗料物收集在预先恒重的滤膜上，根据前后 滤膜之差及采样体积计算IP（mg/m3）自然降尘的测定：自然降落，100m的颗粒 物降尘量（t/km2月）TSP中主要组分的测定：金属、非金属和有机化合物化合物,四、连续自动监测技术及简易监测方法,美国：在1964年纽约首先建立了大气污染自动监测网 络，1958年水自动监测，70年代建立了1300多 个水质自动监测站日本：在1965年在全国建立了172个大气污染自动监 测网络 中国：在1980年在上海、北京等15城市建立了大气污 染自动监测站温州：在1998年建立大气污染自动监测站（投资1000多万元RMB）,简易监测方法简易比色法视力比较试纸或溶液颜色，测定组分含量 1溶液比色：测定NOX、SO2、H2S、F-、NH3、苯 2试纸比色法半定量方法 检气管同时制作管径相同的5-10支检气管，制成标准浓 度或变色柱长度,封口的玻璃管中装有适当试剂处理过 的多孔粒状载体，抽气后根据颜色深浅或变色长度确定 气体的浓度。载体：硅胶、素陶瓷、活性氧化铝 现场抽气：注射器抽测定：CO、CO2、SO2、Cl2、NH3、NOX、HCN、Hg、乙烯、苯,谢谢！,