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1、授课教案课程名称:安全环境监测技术授课章节第10次课:第5章主要环境污染物的检测5.1概述;5.2污染物的检测方法:5.3气态污染物的检测目的要求了解主要环境污染源和监测对象;掌握金属污染物、非金属污染物的检测,了解有机污染物、挥发酚、矿物油的检测;了解并理解二氯化硫、氮氧化物、一氧化碳、苯及苯系物、总挥发性有机物、氨化物的检测。重点难点重点:污染物的检测方法;难点:气体污染检测方法点名,指出作业存在问题。引入新课。第5章主要环境污染物检测5.1概述环境污染物,特别是那些化学污染物大多是有害物质,对人和生物会产生即时的或潜在的危险,表现为毒性、致癌性、致畸性、致突变性、腐蚀性等。为采取防治措施
2、、制定法规、了解污染情况、预报污染趋势、评价治理效果,有必要对环境污染物进行监测。根据环境监测的对象,环境监测内容分为水质污染物监测、大气污染物监测、固体废物监测、生物监测、生态监测、物理污染监测等。一、水污染的检测1、反应水质污染的综合指标:温度、色度、PH值、电导率、溶解氧、需氧量等。2、有毒有害物质:酚、氯、神、铅、铭、汞、镉、银、农药等。二、大气污染物检测以分子状和粒子状存在于大气中。大气污染物很多,己发现有危害作用而被人们注意到的就有一百多种,其中大部分是有机物。在环境科学中,通常按下列两种方法对大气污染物进行分类。大气污染物,按其形成过程的不同,可分为一次污染物和二次污染物。1)一
3、次污染物:直接从污染源排放到大气中的有害物质。最常见的一次污染物有SO2、CO、NOx(主要是NO和N02)及颗粒物。颗粒物中还包含有毒重金属、强致癌物3,4一苯并毗(BaP),以及其他碳氢化合物等多种物质。2)二次污染物:进入大气的一次污染物间的相互作用或它们与大气正常组(约10分钟)(约25分钟)分发生反应所产生的新的污染物。最常见的二次污染物有臭氧、醛类(乙醛和丙烯醛等)、过氧乙酰硝酸酯(PAN)以及硫酸雾和硝酸雾等。三、固体废物监测固体废物主要包括工业固体废物和城市垃圾。四、生物监测通过大气、水体和土壤进入动植物体内,从而抑制、损害其生长和繁殖,甚至导致死亡。五、生态监测就是观测与评价
4、生态系统对自然变化及人为变化所做出的反应,着重于生物群落和种群的变化。六、物理污染监测(约15分钟)指噪声、震动、电磁辐射、放射性等。5. 2污染物的检测方法一 .化学分析法化学分析法是以特定的化学反应为基础的分析方法,分为重量分析法和容量分析法。重量分析法是将待测物质以沉淀的形式析出,经过过滤、烘干,用天平称其质量,通过计算得出待测物质的含量。由于重量分析法的手续繁琐、费时费力,因而在环境监测中的应用较少。容量分析法的特点是操作简便、迅速、结果准确、费用低,在环境监测中得到较多的应用。滴定分析是容量分析中常用的方法,分为酸碱滴定法;配位滴定法;沉淀滴定法;氧化还原滴定法。二 .仪器分析法仪器
5、分析法是利用被测物质的物理或物理化学性质来进行分析的方法。仪器分析法具有灵敏度高、选择性强、简便快速、可以进行多组分分析、容易实现连续自动分析等优点。根据分析原理和仪器的不同,环境监测中常用到色谱分析仪;光谱分析仪电化学分析仪(电导分析法、电位分析法、库仑分析法和伏安和极谱法);质谱分析仪等。(约20分钟)5.3气态污染物的检测1.1.1 氧化硫的检测二氧化硫是主要大气污染物之一。S02常用的测定方法有分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、火焰光度法等。1.1.2 氮氧化物(NoX)的检测大气中含氮化合物有NO、NO2、N2O3、N3O4和N2O5等多种形式。大气中的氮氧化物主要以一氧化
6、氮(NC)和二氧化氮(NO2)形式存在。常用的氮氧化物测定方法有盐酸蔡乙二胺分光光度法、化学发光法及恒电流库仑滴定法等。1.1.3 一氧化碳的检测一氧化碳(CO)是大气中主要污染物之一,它主要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气,一些自然灾害如火山爆发、森林火灾等也是来源之一。测定大气中的CO的方法有非分散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、间接冷原子吸收法等。1.1.4 光化学氧化剂和臭氧的测定大气污染物中,将所有能氧化碘化钾溶液的I-而析出碘分子12的物质,称为总氧化剂,包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)和部分氮氧化合物等。这些物质中除去氮氧化物的其他氧化剂称为光化学氧化剂。1.1.
7、5 煌及非甲烷短的检测总碳氢化合物常以两种方法表示:一种是包括甲烷在内的碳氢化合物,称为总煌(THC);另一种是除甲烷以外的碳氢化合物,称为非甲烷煌(NMHC)。大气中的碳氢化合物主要是甲烷,其质量浓度范围为26mgm3,但当大气严重污染时会大量增加甲烷以外的碳氢化合物。测定总炫和非甲烷煌的主要方法有气相色谱法、光电离检测法等。536苯及苯系物的检测主要有气相色谱法测定和光离子化法。气相色谱法测定首先是空气中苯及苯系物用活性炭管采集,然后用二硫化碳洗脱,用氢火焰离子化检测器的气相色谱仪分析测定。光离子化法也称PID法。具有灵敏度高、检测限低、线性范围宽、不破坏被测分子等优点,特别适合苯系物等环
8、境污染物的监测。537总挥发性有机物的检测测定总挥发有机物通常采用气相色谱法。选择合适的吸附剂(TenaXGC或TenaxTA),用吸附管采集一定体积的空气样品,空气流中的挥发性有机物保留在吸附管中。采样后,将吸附管加热,解析挥发性有机物,待测样品进行色谱分析、测定。采样管和吸附剂采样前进行处理或活化,使干扰到最小,选择合适的色谱柱和分析条件。吸附管内可以填充一种或多种吸附剂,并应使吸附层处于解析仪的加热区。根据吸附剂的相对密度,吸附管中可填充2001000mg的吸附剂,吸附剂应按其吸附能力增加的顺序排列,并用玻璃纤维毛隔离开,吸附能力最弱的装填在吸附管的采样入口端。采样体积一般在l10L左右
9、,当总样量超过Img时,采样体积相应减少。采样结束后,密封管的两端将其放入可密封的金属或玻璃管中,样品可保留5天。5.3.8氟化物的检测气态的氟在大气中除大部分是氟化氢外,还有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4),以及含氟粉尘等。大气中氟化物的测定方法有吸光光度法、滤膜(或滤纸)采样-氟离子选择电极法等。【思考题】1、主要环境污染物有哪些?按其形态分哪几种?2、水质中重金属类检测有哪些?非金属污染物检测有哪几项?3、二氧化硫的检测常用哪些方法?一氧化碳的检测常用哪些方法?(约15分钟)(约2分钟)【课堂教学小结】(3分钟)1、主要环境污染物多为环保监测内容,在矿山生产中涉及较少,主要是气体污染物。2、根据环境监测的对象,环境监测内容分为水质污染物监测、大气污染物监测、固体废物监测、生物监测、生态监测、物理污染监测等。