《環境分析與監測》是科學出版社出版圖書。
基本介紹
- 中文名：環境分析與監測
- 作者：王燦
- 出版時間：2021年10月1日
- 出版社：科學出版社
- 頁數：477 頁
- 字數：760000
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
出版信息
環境分析與監測
- 書號：9787030595263作者：王燦
- 語種：zh-Hans
內容簡介
本書是針對環境工程專業的特點，為環境工程專業本科生“環境分析”“環境監測”“儀器分析”等相關課程編寫的配套教材。本書系統、深入地闡述了化學分析、儀器分析和環境監測等的基本原理、解決問題的思路和方法，為後續專業課程的學習提供理論基礎。全書分為四篇，共二十章。其中，化學分析部分包括酸鹼滴定、絡合滴定、沉澱滴定和氧化還原滴定。環境監測部分包括環境標準體系以及水和廢水、空氣和廢氣、固體廢物、土壤、生物污染、物理性污染的監測。儀器分析部分包括光學分析、電化學分析、氣相色譜分析、液相色譜分析、質譜分析及其聯用技術、連續自動監測技術和突發環境事件應急監測。
目錄
前言
第一篇 環境分析與監測概論和基礎
第一章 概論 3
第一節 環境分析與監測的定義、範疇和作用 3
一、環境分析與監測的定義 3
二、環境分析與監測的範疇 3
三、環境分析與監測的作用 3
第二節 環境分析與監測的發展 4
一、我國的環境問題 4
二、21世紀我國環境保護的現狀和發展 4
三、我國環境分析與監測的歷史進程 6
四、我國環境監測技術和儀器的現狀與發展 7
第三節 環境分析與監測的任務和特點 8
一、環境分析與監測的任務 8
二、環境分析與監測的特點 8
第四節 環境分析與監測的分類 9
一、按照分析監測目的分類 9
二、按照分析監測對象分類 10
三、優先監測 10
第五節 環境分析與監測的常用方法 11
一、化學物理分析技術 11
二、生物分析技術 11
第二章 分析數據的處理和質量保證 13
第一節 標準物質和標準溶液 13
一、標準物質和基準物質 13
二、化學試劑的規格 15
三、標準溶液 16
四、常用的物理量和計量單位 16
第二節 誤差理論 18
一、準確度和精密度 19
二、誤差和偏差 19
三、系統誤差和隨機誤差 21
四、誤差的傳遞 23
第三節 數據的處理和分析 25
一、有效數字及其運算規則 25
二、數據的統計分析和評價 28
三、實驗數據的圖表表示方法 34
四、實驗數據的回歸分析 34
第四節 環境分析測試的質量保證 35
一、質量保證的目標 35
二、實驗室的質量保證 36
三、分析監測過程中的質量保證 36
四、分析測試結果的質量評價 40
第二篇 化學分析及其在環境監測中的套用
第三章 酸鹼滴定法及其在環境分析監測中的套用 45
第一節 環境中的酸鹼反應 45
一、環境中的酸鹼反應及其對環境污染的影響 45
二、酸鹼反應在分析監測中的套用 45
第二節 酸鹼反應的基本概念 45
一、質子理論 45
二、酸鹼反應平衡常數和pH定義 46
第三節 環境分析化學中酸鹼平衡體系的pH計算 48
一、物料平衡式、電荷平衡式和質子平衡式 48
二、強酸、強鹼體系的pH計算 50
三、弱酸、弱鹼體系的pH計算 51
第四節 酸鹼滴定曲線、滴定誤差和指示劑的選擇 59
一、酸鹼指示劑變色原理 59
二、一元酸鹼的滴定 63
三、多元酸鹼的滴定 68
第五節 酸鹼滴定法在環境分析監測中的套用 70
一、水中鹼度的分析測定方法 70
二、水中酸度的分析測定方法 73
第四章 絡合滴定法及其在環境分析監測中的套用 74
第一節 環境中的絡合反應 74
一、環境中的絡合反應及其對環境污染的影響 74
二、絡合反應在分析監測中的套用 74
第二節 EDTA與金屬離子的絡合反應 74
一、EDTA的結構和特點 74
二、EDTA與金屬離子的絡合物 76
三、絡合反應的平衡常數 76
四、絡合反應副反應係數和絡合物的條件常數 77
第三節 影響絡合滴定的因素 78
一、副反應對絡合反應的影響 78
二、共存離子對絡合反應的影響 80
第四節 EDTA絡合滴定曲線和終點誤差 82
一、絡合滴定曲線 82
二、金屬指示劑 83
第五節 絡合滴定法在環境分析監測中的套用 85
第五章 沉澱滴定法及其在環境分析監測中的套用 87
第一節 環境中的溶解和沉澱反應 87
一、環境中的溶解和沉澱反應及其對環境污染的影響 87
二、沉澱反應在分析監測中的套用 87
第二節 沉澱滴定法的基本理論 87
一、溶解度、溶度積和分步沉澱 87
二、沉澱滴定法原理和滴定曲線 89
三、影響沉澱滴定的因素 91
四、常見的沉澱滴定法 91
第三節 莫爾法在環境分析監測中的套用 92
一、莫爾法分析測定水中的氯離子 92
二、莫爾法化學計量點和滴定終點的誤差分析 93
第六章 氧化還原滴定法及其在環境分析監測中的套用 96
第一節 環境中的氧化還原反應 96
一、環境中氧化還原反應及其對環境污染的影響 96
二、氧化還原反應在分析監測中的套用 101
第二節 氧化還原反應概述 101
一、條件電位 101
二、平衡常數的計算和套用 102
三、反應速率及影響因素 106
四、反應的方向和進行的程度 107
第三節 氧化還原滴定法的基本原理 108
一、氧化還原滴定曲線 108
二、滴定突躍的計算 110
三、指示劑和滴定誤差 111
第四節 環境分析監測中典型氧化還原滴定法 112
一、高錳酸鉀法及化學需氧量的測定 112
二、重鉻酸鉀法及化學需氧量的測定 114
三、碘量法及溶解氧、生化需氧量的測定 116
四、溴酸鉀法及苯酚的測定 122
第三篇 環境要素分析與監測
第七章 環境標準與標準體系 125
第一節 環境標準 125
一、環境標準的概念 125
二、環境標準的作用 125
三、我國的環境標準體系 125
四、制定環境標準應遵循的原則 127
第二節 環境基準與環境標準 128
一、環境基準的概念 128
二、環境基準與環境標準的關係 128
第三節 水質標準 129
一、《地表水環境質量標準》 129
二、《生活飲用水衛生標準》 130
三、《污水綜合排放標準》 130
第四節 大氣標準 131
一、大氣環境質量標準 131
二、大氣污染物排放標準 133
三、大氣監測規範和方法標準 133
第五節 其他環境標準 134
一、固體廢物控制標準 134
二、土壤環境質量標準 134
三、噪聲與振動標準 135
第六節 環境監測技術規範 135
一、水環境監測技術規範 135
二、大氣環境監測技術規範 137
三、土壤環境監測技術規範 138
四、突發環境事件應急監測技術規範 140
五、企業自行監測技術規範 140
六、企業排污許可證申請與核發技術指南 140
第八章 水和廢水監測 142
第一節 概述 142
一、水資源與水污染 142
二、水質監測的目的 142
三、水質監測項目 143
四、水質監測分析方法 143
第二節 水質監測方案制訂 144
一、地表水監測方案 144
二、地下水監測方案 146
三、水污染源水質監測方案 147
第三節 水樣的採集和保存 148
一、水樣類型 149
二、水樣的採集 149
三、水樣的運輸與保存 150
四、水樣預處理 151
第四節 感官物理性狀指標 152
一、水溫 152
二、臭和味 153
三、色度 154
四、濁度 154
五、透明度 155
第五節 無機物綜合指標 156
一、pH 156
二、酸度和鹼度 157
三、硬度 158
四、電導率 158
五、固體物質 159
六、溶解氧 160
七、氧化還原電位 161
第六節 非金屬無機化合物 161
一、氯化物 161
二、硫化物 162
三、硫酸鹽 162
四、氟化物 163
五、氰化物 163
六、含砷化合物 163
第七節 金屬化合物 164
一、汞 164
二、鎘 165
三、鉛 165
四、銅 165
五、鋅 165
六、鉻 166
七、其他金屬 166
第八節 營養性物質 167
一、含氮化合物 167
二、含磷化合物 169
第九節 有機物綜合指標 170
一、化學需氧量 170
二、高錳酸鹽指數 171
三、生化需氧量 172
四、總需氧量 173
五、總有機碳 173
六、其他有機物綜合指標 174
第十節 微量有機污染物的測定 174
一、典型微量有機污染物 174
二、微量有機污染物的樣品前處理方法 175
三、微量有機污染物的測定方法 176
第十一節 綜合生物毒性 176
一、生物毒性及其檢測方法 176
二、急性毒性 177
三、慢性毒性 178
四、遺傳毒性 178
五、內分泌干擾性 179
六、細胞毒性 179
第十二節 底質監測 180
一、底質樣品的採集 181
二、底質樣品的處理 181
三、底質樣品的分析 181
第九章 空氣和廢氣監測 183
第一節 空氣污染物基本特點 183
一、空氣污染 183
二、空氣污染源 183
三、空氣污染監測 184
第二節 空氣監測與污染物時空分布關係 186
一、空氣污染物的時間分布特點 186
二、空氣污染物的空間分布特點 187
三、空氣污染物濃度的表示方法 187
第三節 空氣監測方法的確定 188
一、監測項目確定的基本原則 188
二、分析方法選擇的基本原則 189
三、空氣監測採樣分析 189
第四節 標準氣的配製 193
一、靜態配氣 193
二、動態配氣 194
第五節 空氣樣品的測定 195
一、顆粒物的測定 195
二、分子態污染物的測定 198
三、空氣品質指數 200
思考題 203
第十章 固體廢物監測 205
第一節 概述 205
一、固體廢物的定義與分類 205
二、危險廢物的定義及鑑別 205
第二節 固體廢物樣品的採集和製備 206
一、樣品的採集 206
二、樣品的製備 211
三、樣品的保存 212
四、樣品含水率的測定 213
五、固體廢物樣品pH的測定 213
第三節 固體廢物有害特性的監測 213
一、急性毒性的初篩試驗 213
二、易燃性的實驗方法 214
三、腐蝕性的實驗方法 214
四、反應性的實驗方法 214
五、浸出毒性試驗 215
第四節 生活垃圾的監測 216
一、生活垃圾及其分類 216
二、生活垃圾特性分析 216
三、垃圾滲濾液分析 218
四、垃圾的滲濾實驗 218
第五節 有害物質的毒理學研究方法 220
一、實驗動物的選擇及毒性試驗分類 220
二、垃圾毒性試驗方法 222
第十一章 土壤監測 223
第一節 概述 223
一、土壤組成與基本性質 223
二、土壤污染 226
第二節 土壤環境質量監測方案 228
一、資料收集 228
二、監測項目 228
三、採樣點的布設 230
四、土壤樣品的採集 232
第三節 土壤樣品的預處理 235
第四節 土壤污染物的測定 235
一、重金屬污染物 235
二、有機污染物 236
思考題 238
第十二章 生物污染監測 239
第一節 水環境污染生物監測 239
一、樣品採集和監測項目 239
二、常見病原微生物及其測定 241
三、水環境污染生物測定 244
四、生物電化學測試法 252
五、化學理論分析法 253
第二節 空氣污染生物監測 255
一、利用植物監測 255
二、利用動物監測 258
三、利用微生物監測 258
第三節 土壤污染生物監測 259
一、土壤污染的植物監測 259
二、土壤污染的動物監測 262
三、土壤污染的微生物監測 263
第四節 生物污染測試 263
一、植物污染測試 263
二、動物污染測試 266
第十三章 物理性污染監測 270
第一節 噪聲污染監測 270
一、聲音 270
二、噪聲的來源與危害 270
三、噪聲的物理量 271
四、噪聲標準 275
五、噪聲測量 277
六、振動監測 279
第二節 放射性和輻射監測 281
一、輻射源及其危害 281
二、環境中的放射性 282
三、放射性防護標準 282
四、放射性檢測儀器 283
五、放射性監測 284
第三節 光污染測量 286
一、光環境 286
二、光污染 287
三、光污染監測 288
第四篇 儀器分析及其在環境監測中的套用
第十四章 光學分析法 293
第一節 概述 293
一、光的基本性質 293
二、光譜分析法 294
三、吸收光譜 295
第二節 紫外-可見分光光度法 296
一、概念和特點 296
二、基本原理 296
三、測定儀器和測定方法 299
四、測定條件的選擇 302
五、紫外-可見分光光度法在環境分析監測中的套用 307
第三節 原子吸收光譜法 310
一、基本原理 310
二、原子吸收分光光度計 315
三、分析方法和測定條件 320
四、原子吸收光譜法在環境分析監測中的套用 323
第四節 原子發射光譜法 324
一、基本原理 324
二、電感耦合電漿發射光譜法 326
三、原子發射光譜法在環境分析監測中的套用 328
第五節 其他光學分析法 328
一、螢光光譜法 328
二、紅外光譜法 330
三、核磁共振波譜法 333
第十五章 電化學分析法 335
第一節 電化學分析基本原理 335
一、化學電池 335
二、可逆電極和可逆電池 336
三、電位分析法原理 336
第二節 直接電位法 336
一、pH的測定 337
二、直接電位法的定量測定依據 338
三、離子選擇性電極簡介 339
四、衡量離子選擇性電極性能的指標 340
五、直接電位法的定量測定方法 341
第三節 電位滴定法 342
一、電位滴定法的套用方向 342
二、電位滴定法原理 342
三、終點的確定 343
第四節 極譜分析法 344
一、極譜分析的基本裝置和過程 344
二、極譜分析的特點 345
三、極譜分析的原理 345
四、半波電位 346
五、擴散電流方程 347
六、定量分析中常見的干擾及減小方法 348
七、定量分析方法 348
第五節 溶出伏安法 349
第六節 電化學分析法在環境分析監測中的套用 350
一、離子選擇性電極在環境分析監測中的套用 350
二、測定天然水中中pH、CO32-、HCO3-、Ca2+和Mg2+ 350
三、吸附溶出伏安法測定苯胺 351
思考題 351
第十六章 氣相色譜分析法 353
第一節 概述 353
一、氣相色譜法的分類 353
二、氣相色譜法的特點 354
三、氣相色譜的基本概念和常用術語 354
四、氣相色譜的基本理論 358
第二節 氣相色譜儀 361
一、色譜流程 361
二、載氣系統 362
三、進樣系統 362
四、檢測系統 363
五、計算機控制和採集系統 363
六、溫度控制系統 363
第三節 氣相色譜柱 364
一、氣固色譜填充柱 364
二、氣液色譜填充柱 365
三、毛細管柱 367
第四節 氣相色譜法在環境分析監測中的套用 368
一、樣品製備 368
二、定性分析 369
三、定量分析 371
第十七章 液相色譜分析法 374
第一節 概述 374
第二節 高效液相色譜法的基本理論 375
一、液相色譜的速率方程 375
二、峰展寬的柱外效應 375
第三節 高效液相色譜法的主要類型及分離原理 376
一、液液分配色譜法 376
二、液固吸附色譜法 376
三、離子交換色譜法 377
四、離子對色譜法 377
五、尺寸排阻色譜法 378
六、高效液相色譜分離類型的選擇 379
第四節 高效液相色譜儀 380
一、高壓輸液系統 380
二、進樣系統 381
三、分離系統 381
四、檢測系統 382
第五節 高效液相色譜固定相 383
一、液液分配色譜固定相 383
二、液固吸附色譜固定相 384
三、離子交換色譜固定相 384
四、排阻色譜固定相 384
第六節 高效液相色譜流動相 385
一、液液分配色譜流動相 385
二、液固吸附色譜流動相 386
三、離子交換色譜流動相 386
四、排阻色譜流動相 386
第七節 液相色譜法在環境分析監測中的套用 386
第十八章 質譜分析及其聯用技術 390
第一節 概述 390
一、離子源 390
二、質量分析器 395
三、進樣系統 398
第二節 直接分析質譜技術 398
一、氣體檢測的直接分析質譜 398
二、液體檢測的直接分析質譜 402
三、固體檢測的直接分析質譜 403
第三節 色譜-質譜聯用技術 404
一、氣相色譜-質譜聯用 404
二、液相色譜-質譜聯用 405
第十九章 連續自動監測技術 406
第一節 自動監測系統的構成與關鍵技術 406
一、監測系統的構成 406
二、感測器技術 408
三、基於朗伯-比爾定律的差分吸收光譜技術 408
第二節 常規水質連續自動監測儀器 409
一、常規水質五參數的概念 411
二、常規水質五參數線上監測儀測量原理 411
三、水量線上監測 412
四、葉綠素a線上螢光分析法 415
第三節 污水處理過程中常用的監測儀器 415
一、COD線上監測技術 416
二、高錳酸鹽指數線上監測技術 417
三、總有機碳線上監測技術 419
四、氨氮線上監測技術 420
五、離子色譜線上監測水中陰、陽離子技術 421
六、重金屬線上監測技術 422
七、總氮、總磷線上監測技術 424
第四節 大氣污染物線上監測儀器 425
一、氮氧化物（NOx）線上監測技術 426
二、碳組分線上監測技術 428
三、大氣顆粒物線上監測技術 430
四、SO2線上監測技術 431
五、CO線上監測技術 433
六、臭氧線上監測技術 435
七、VOCs線上監測技術 435
八、大氣陰、陽離子線上監測技術 438
九、大氣重金屬線上監測技術 439
第五節 走航監測質譜技術 440
一、線上質譜 440
二、全二維氣相色譜 441
三、移動車載系統 441
四、GIS系統軟體 442
五、走航監測質譜VOCs溯源套用實例 442
第六節 遙感監測技術 443
一、遙感技術基礎 443
二、遙感技術的基本原理 443
三、遙感技術的分類 443
四、遙感技術的特徵 444
五、遙感技術套用 444
第二十章 突發環境事件應急監測 447
第一節 突發環境事件的特徵與危害 447
一、突發環境事件的含義 447
二、突發環境事件的分類 447
三、突發環境事件的特徵 447
四、突發環境事件的危害 448
第二節 突發環境事件處置方法 448
一、突發水污染事件處置方法 448
二、突發大氣污染事件處置方法 449
三、突發土壤污染事件處置方法 450
第三節 突發環境事件應急監測 450
一、突發環境事件應急監測的含義 450
二、突發環境事件應急監測的基本要求 451
三、突發環境事件應急監測的作用和目的 451
第四節 應急監測方案的制訂 452
一、應急監測方案的類型與目的 452
二、應急監測方案的基本框架 452
三、編制應急監測方案的基本要素 454
第五節 樣品採集與管理 456
一、點位布設 456
二、樣品的採集 456
三、樣品的管理 457
四、採樣安全及注意事項 457
第六節 樣品的分析 458
一、應急監測技術方法簡介及發展趨勢 458
二、攜帶型儀器監測技術方法 460
三、連續線上監測技術方法 461
附錄 462
附錄1 ××危化品運輸車翻車事件應急監測方案 462
附錄2 ××水庫“水華”應急監測結果報告單 463
附錄3 ××河跨界糾紛的應急監測方案 463
附錄4 國際單位制（SI）基本單位 466
附錄5 環境分析監測中常用的量和法定計量單位（GB） 467
附錄6 弱酸、弱鹼在水中的離解常數（25℃，I=0） 469
附錄7 金屬絡合物的穩定常數 471
附錄8 微溶化合物的溶度積（18～25℃，I=0） 473
附錄9 標準電極電位（18～25℃） 474
附錄10 某些氧化還原半反應的條件電極電位 476
