环境分析化学1、2章.ppt

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环境分析化学环境分析化学主讲人：

兰叶青主讲人：

兰叶青2009-2010学年第学年第1学期学期第一节第一节环境分析化学的任务、特点及要求环境分析化学的任务、特点及要求一、环境分析化学的任务一、环境分析化学的任务环环境境分分析析化化学学是是研研究究如如何何运运用用现现代代科科学学理理论论和和先先进进实实验验技技术术来来鉴鉴别别和和测测定定环环境境中中化化学学物物质质的的种种类类、成成分分、含量以及化学形态的科学含量以及化学形态的科学。

环境境分分析析化化学学所所提提供供的的环境境中中化化学学物物质种种类、含含量量及及形形态等等信信息息为评价价环境境质量量、污染染控控制制和和治治理理成成效效,制定制定环境保境保护政策以及解决政策以及解决环境境问题等提供科学依据等提供科学依据。

第一章第一章绪绪论论二、环境分析化学的特点二、环境分析化学的特点环环境境分分析析化化学学研研究究的的对对象象是是环环境境中中的的化化学学物物质质,它它们具有以下特点。

们具有以下特点。

1.1.种类繁多种类繁多2.2.含量低含量低3.3.样品组成复杂样品组成复杂4.4.具有流动性和不稳定性具有流动性和不稳定性三、环境分析化学的要求三、环境分析化学的要求满满足足一一般般分分析析所所要要求求的的准准确确度度高高,精精密密度度好好以以外外,还要具备以下还要具备以下三三点。

点。

1.1.灵敏度高灵敏度高,检出限低检出限低2.2.选择性好选择性好3.3.适用范围广适用范围广一、高效预富集、分离方法的研究一、高效预富集、分离方法的研究二、环境分析监测技术的连续自动化二、环境分析监测技术的连续自动化三、开发新的用于环境分析化学的计算机软件三、开发新的用于环境分析化学的计算机软件四、各种方法和仪器的联用四、各种方法和仪器的联用如如HPLC-ICPGC-MSHPLC-MS五、提出新原理五、提出新原理,发展新方法发展新方法第二节第二节环境分析化学的发展趋势环境分析化学的发展趋势第三第三节节用于环境分析的方法及检出限用于环境分析的方法及检出限表表11环境分析方法及检出限环境分析方法及检出限分分析析方方法法检出检出限限/g/g分分析析方方法法检出检出限限/g/g分光光度法分光光度法（VIS（VIS、UVUV、IR）IR）荧光法荧光法化学发光法化学发光法催化分析法催化分析法流动注射分析法流动注射分析法离子选择电极法离子选择电极法极谱法极谱法阳极溶出伏安法阳极溶出伏安法库仑分析法库仑分析法发射光谱法发射光谱法激光光谱法激光光谱法薄层色谱法薄层色谱法10-910-1210-1210-1310-910-910-910-1210-910-1010-1410-9质谱法质谱法火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光谱法火焰光度分析火焰光度分析电子能谱电子能谱电子探针电子探针X-X-射线荧光光谱法射线荧光光谱法放射性同位素分析法放射性同位素分析法中子活化分析法中子活化分析法气相色谱法气相色谱法液相色谱法液相色谱法离子色谱法离子色谱法10-1510-1010-1410-1010-1810-1510-910-1610-1410-1210-1010-9第二章第二章痕量分析基础痕量分析基础环环境境分分析析化化学学的的特特点点之之一一是是被被测测组组分分的的含含量量低低，可可达达g/L、ng/L级级，甚甚至至更更低低。

因因此此，环环境境分分析析工工作作者者面临的任务是痕量分析及超痕量分析。

面临的任务是痕量分析及超痕量分析。

第一节第一节痕痕量分析的基本概念量分析的基本概念按按组组分分含含量量可可分分为为常常量量组组分分、微微量量组组分分、痕痕量量组组分分分析分析等，按试样用量分为等，按试样用量分为常量常量、半微量半微量和和微量分析微量分析等。

等。

常量分析常量分析微量分析微量分析痕量分析痕量分析组分质量分数组分质量分数%10.01-10.110半微量分析半微量分析0.01-0.11-10微量分析微量分析0.01Q表表，可疑值应舍去可疑值应舍去，反之则应保留。

反之则应保留。

测定次数测定次数n334455667788991010QQ0.900.900.940.940.790.790.640.640.560.560.510.510.470.470.440.440.410.41QQ0.950.951.531.531.051.050.860.860.760.760.690.690.640.640.600.600.580.58舍弃商舍弃商Q值表值表（置信度置信度90%和和95%）例例：

某土壤含某土壤含锌锌质量分数测定结果如下质量分数测定结果如下：

6.96310-5、7.12110-5、7.08710-5、7.13810-5、7.12310-5、7.11910-5、7.20710-5。

其中其中6.96310-5应否舍去应否舍去？

（P=0.95）解：

解：

Q计算计算=查表查表:

n=7,P=0.95时时,Q表表=0.69,Q计算计算表表F表表值值,说说明明存在显著性差异；若相反，说明不存在显著性差异。

存在显著性差异；若相反，说明不存在显著性差异。

例例：

某某分分析析99次次结结果果的的标标准准偏偏差差为为0.0600.060，再再用用另另一一不不同同的的分分析析方方法法分分析析77次次，得得标标准准偏偏差差为为0.0350.035。

问问这这两两种方法的精密度是否存在显著性差异种方法的精密度是否存在显著性差异（置信度为置信度为95%95%）？

）？

解：

解：

已知：

已知：

n1=9，S10.060；n2=7，S20.035FF=查表得：

查表得：

FF=4.15=4.15。

FF计算计算FF表表值，故不存在显著性差异。

值，故不存在显著性差异。

置信度置信度95%时时F值值f小f大大23456789102345678910219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.3719.3819.3919.50219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.3719.3819.3919.5039.559.289.129.018.948.888.848.818.788.5339.559.289.129.018.948.888.848.818.788.5346.946.596.396.266.166.096.046.005.965.6346.946.596.396.266.166.096.046.005.965.6355.795.415.195.054.954.884.824.784.744.3655.795.415.195.054.954.884.824.784.744.3665.144.764.535.394.284.214.154.104.063.6765.144.764.535.394.284.214.154.104.063.6774.744.354.123.973.873.793.733.683.633.2374.744.354.123.973.873.793.733.683.633.2384.464.073.843.693.583.503.443.393.342.9384.464.073.843.693.583.503.443.393.342.9394.263.863.633.483.373.293.233.183.132.7194.263.863.633.483.373.293.233.183.132.71104.103.713.483.333.223.143.073.022.972.54104.103.713.483.333.223.143.073.022.972.543.002.602.372.212.102.011.941.881.831.003.002.602.372.212.102.011.941.881.831.002t检验法检验法在一定置信度下，平均值的置信区间为：

在一定置信度下，平均值的置信区间为：

例例:

今今以以某某种种新新方方法法测测定定一一标标准准试试样样中中Ca2+的的含含量量，所所得得9次次分分析析结结果果分分别别为为（%）:

60.00、60.05、60.04、60.12、60.09、60.06、60.10、60.07和和60.05，已已知知标标准准试试样样中中Ca2+的的含含量量（%）为为60.14，试试判判断断这这个个新新方方法法是是否存在系统误差（置信度否存在系统误差（置信度95%）。

）。

解：

解：

n=9时时f=9-1=8,S=0.036t=置置信信度度为为95%，f=8时时，查查表表t=2.316.67。

因因此此有有95%的的把把握握认认为为与与之之间间存存在在显显著著性性差差异异，即即此此新新方方法存在系统误差。

法存在系统误差。

第第四四节节痕量分析质量的控制痕量分析质量的控制高质量的分析，需要具备下列高质量的分析，需要具备下列4方面条件。

方面条件。

a.试样具有代表性试样具有代表性；b.合适的分析方法合适的分析方法；c.科学的实验室管理科学的实验室管理（如营造洁净的环境如营造洁净的环境）；d.建立合理的质量控制体系建立合理的质量控制体系。

对对经经常常性性的的分分析析监监测测项项目目常常用用控控制制图图来来控控制制质质量量，下面介绍两种常用的质量控制图。

下面介绍两种常用的质量控制图。

一、平均值一、平均值（）（）控制图控制图绘制方法如下绘制方法如下：

选选择择浓浓度度和和组组成成尽尽量量与与所所测测环环境境样样品品相相似似的的标标准准样品作为控制样品作为控制样品；样品；用同一分析方法在短时期内多次用同一分析方法在短时期内多次（至少至少20次次）测测定某一控制样品定某一控制样品，如每天做平行样一次如每天做平行样一次,连续做连续做20天天；计算这些结果的平均值计算这些结果的平均值，总平均值总平均值和标准偏和标准偏差差S，从而计算出从而计算出上上、下控制下控制限限，上、下警告限上、下警告限；=，将将作为中心线作为中心线；+3S作为上控制作为上控制限限（UCL）；-3S作为下控制限作为下控制限（LCL）；+2S、-2S分别作为上、下警告限分别作为上、下警告限（UWL、LWL）X3S绘制平均值质控图。

以分析日期或样品序号为横坐绘制平均值质控图。

以分析日期或样品序号为横坐标标，x为纵坐标为纵坐标。

将以上计算结果点在纵轴上将以上计算结果点在纵轴上，并分并分别画出与横轴平行的线别画出与横轴平行的线，见见下下图图。

二、回收率控制图二、回收率控制图-准确度控制图准确度控制图加标回收率控制分析准确度的效果比较理想加标回收率控制分析准确度的效果比较理想。

标准加入到样品中标准加入到样品中，组成和样品组成和样品一致，一致，干扰情况一干扰情况一致。

致。

对加标量对加标量有有所规定所规定：

加加标标量量应应尽尽量量与与样样品品中中相相应应待待测测物物质质含含量量相相等等或或相近相近。

在任何情况下在任何情况下，加标量不得大于样品中相同待加标量不得大于样品中相同待测测物含量的物含量的3倍。

倍。

加加标标后后的的测测定定值值不不得得超超出出方方法法的的测测定定上上限限，检检测测上限上限是是指与校正曲线直线部分的变曲点相应的浓度值。

指与校正曲线直线部分的变曲点相应的浓度值。

1.回收率回收率（%）（以以P表示表示）的计算的计算当用当用标准物质标准物质作为作为控制样控制样品时品时回收率回收率P=采用加标准样品作控制样时采用加标准样品