内容简介
作者将在《现代环境分析技术(第2版)》中重点介绍三方面的内容:1、环境样品分析中常用大型分析仪器的基本原理、基本功能和应用性介绍;2、环境样品预处理技术的基本原理、处理技术的介绍;3、环境样品预处理技术-大型分析仪器的综合性联用技术的应用举例。电化学分析、原子吸收、等离子发射光谱仪、原子荧光光度、分子光谱(紫外和红外光谱)、气相色谱、高效液相色谱、离子色谱、超临界流体色谱、凝胶色谱及各种联用等分析仪器的基本理论,介绍热分析仪器,包括热重和差式扫描量热仪的基本原理,以及生物传感器的基本理论等重点介绍环境样品中元素的含量和形态分析的预处理方法,环境样品中有机污染物的固相萃取法、超临界流体萃取法、固相微萃取法、加速溶剂萃取法和微波萃取等环境样品的分离与富集技术;侧重于环境样品预处理技术与大型分析仪器的综合联用技术的介绍。
作者简介
陈玲,同济大学环境科学系教授,博士生导师。主要研究方向:环境监测、环境分析技术及污染物环境行为。
内页插图
目录
前言
第1章 绪论
第2章 元素含量及形态分析技术
2.1 元素分析概述
2.2 样品前处理
2.3 原子光谱技术
2.4 原子质谱技术
2.5 元素形态及其分析技术
第3章 分子光谱分析
3.1 荧光光谱分析
3.2 红外吸收光谱分析
第4章 气相色谱分析
4.1 气相色谱法及其分类
4.2 气相色谱仪
4.3 气相色谱进样方式
4.4 气相色谱的进样口
4.5 气相色谱的色谱柱
4.6 气相色谱的检测器
4.7 气相色谱的定性和定量分析
4.8 气相色谱法在环境分析领域的应用
第5章 高效液相色谱分析
5.1 高效液相色谱的发展
5.2 高效液相色谱分离原理与分类
5.3 高效液相色谱仪
5.4 高效液相色谱主要参数及主要影响因素
5.5 高效液相色谱分析方法的建立
5.6 高效液相色谱定性和定量方法
5.7 高效液相色谱在环境分析中的应用
第6章 质谱分析
6.1 质谱分析概述
6.2 质谱仪结构与工作原理
6.3 质谱联用技术
6.4 有机质谱解析
6.5 GC-MS分析方法
6.6 LC-MS分析方法
6.7 其他质谱联用技术
第7章 环境样品有机污染物分析的预处理技术
7.1 概述
7.2 水样中有机物预处理技术
7.3 固体样品中有机物的预处理技术
第8章 生物学技术在环境分析中的应用
8.1 生物学分析
8.2 现代生物分析技术在环境微生物学中的应用
8.3 环境毒理学研究方法与技术
第9章 材料表征技术
9.1 热重及差热分析
9.2 X射线衍射技术
9.3 电子显微镜技术
第10章 遥感技术及其应用
10.1 遥感概述
10.2 遥感的基本原理
10.3 遥感图像处理
10.4 常见遥感平台、遥感器及其应用
10.5 卫星遥感在我国环境监测中的应用
第11章 环境快速与应急监测技术
11.1 实验室快速分析技术
11.2 现场环境监测
11.3 实时在线环境监测技术
参考文献
精彩书摘
在现代分析化学不断发展、分析仪器及其功能不断完善、高灵敏度的新型分析仪器不断出现的今天,环境分析技术发展相对缓慢,许多大型分析仪器在环境样品(气态、液态或固态等环境样品)面前显得无能为力。究其原因,主要还是缘于环境样品的复杂性,存在的干扰物质多,尤其是在分析环境样品中存在痕量级POPs和内分泌干扰素等“三致物质”时这种现象尤为严重,致使高灵敏度的大型分析仪器不能承担起定性、定量分析的重任。因此,在大型分析仪器与环境样品之间需要架设一座“桥”,这座“桥”即为环境样品预处理技术。通过这座“桥”,环境样品中的目标污染物能够借助现代大型仪器实现定性与定量分析。这座“桥”因污染物所处的环境介质的不同而需要进行具有针对性的“搭建”,“桥”的各异性特征比较显著,因此近年来也一直是国内外环境分析领域的研究热点和技术难点,值得深入研究和探讨。
对于环境分析理论与技术,其基本特征及其发展趋势归纳如下。
1)基本要求
目前环境分析已由元素和组分的定性、定量分析,发展到对复杂对象的组分进行价态、状态和结构分析,系统分析,微区和薄层分析。鉴于研究对象繁多且复杂,污染物含量低,所以环境分析手段必须灵敏而准确。这要求环境样品预处理方法和分析方法具有良好的选择性,分析速度快,自动化程度高。为了解决环境分析所面临的“瓶颈”,不但要应用现代分析化学中的各项新成就(新理论、新方法、新技术),而且也应注重引进近代化学、物理、数学、电子学、生物学、生命科学等其他领域的最新成就来解决环境污染分析问题。
2)基本任务
研究新方法,特别是发展准确、可靠、灵敏、选择性强、快速、简便的环境污染分析技术和新型污染物的分析测定方法,为环境领域开展目标物质在环境中的形态分布、迁移转化、循环归属的研究提供可靠的分析手段。研究发展适用于环境污染分析的新型仪器,特别是自动化仪器和实时监测技术,为国家的环境分析与监测提供技术与装备,为突发性环境污染灾害成因的快速判断提供技术支撑。通过对环境中有害物质的组成、种类、成分、含量以及形态及其分布进行有效识别和分离测定,为分析方法的标准化和研制环境标准物质奠定理论基础。
3)发展趋势
(1)分析方法标准化。这是环境分析的基础和中心环节。环境质量评价和环境保护规划的制定和执行,都要以环境分析数据作为依据,因而需要研究制定一整套的标准分析方法,以保证分析数据的可靠性和准确性。
(2)分析技术连续自动化。环境分析学逐渐由经典的化学分析过渡到仪器分析,由手工操作过渡到连续自动化的操作。20世纪70年代以来,已出现每小时可连续测定数十个试样的自动分析仪器,并已正式定为标准分析方法。目前已采用的有比色分析、离子选择性电极、X射线荧光光谱、原子吸收光谱、极谱、气相色谱、液相色谱、流动注射分析等自动分析方法及相应的仪器。
(3)多种方法和仪器的联合使用。各种分析仪器与分析方法,在环境样品分析中都具有自身优势,同样也存在一定的局限性,将不同类型的仪器进行联用,可以有效地发挥各种技术的特长,解决一些复杂的环境分析难题,并可大大提高分析效率,及时获取更多的分析信息。例如,将色谱仪与质谱仪联用可大大解决色谱定性工作对标准样品的强依赖性。又如,将吹扫捕集—气相色谱—质谱联用,能快速测定环境样品中挥发性或半挥发性有机物,如饮用水中卤代烃的分析,可检测几十种以上的氯代污染物。在环境污染分析中还常采用气相色谱微波等离子体发射光谱联用、色谱原子吸收光谱仪联用等。
(4)新型分析仪器的研发。科学仪器不仅影响分析化学基础研究的发展,更影响国家的安全和经济发展。因此,世界各国都鼓励新的科学仪器的研发与产业化。既注重开发高层次、多功能、集成化的先进仪器,又注重开发小型化、微型化、便携式的专用仪器,以方便野外分析和应急分析工作的需求。
(5)痕量和超痕量分析方法的研究。环境科学研究发展很快,对环境分析提出的新要求之一就是须检测含量低达10-6~10-9g(痕量级)和10-9-10-12g(超痕量级)的污染物,以及研究制订出一系列适用于测定存在于大气、水体、土壤、生物体和食品中的痕量和超痕量的污染物的分析方法。例如,已测定太平洋中心上空空气中铅的含量为1μg/m3,南北极则低于0��5μg/m3;南极洲冰块中的二氯二苯基三氯乙烷(DDT)含量为0��04μg/L;雨水中汞的平均含量为0��2μg/L;人体中铀的平均含量为1ng/g。这些成果是依靠痕量或超痕量分析技术取得的。加强对新的灵敏度高、选择性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究,成为今后环境分析学的发展方向之一。
……
前言/序言
好的,这是一本关于《面向可持续发展的环境工程与管理实践》的图书简介,内容详细且不涉及您提供的原书信息。 --- 图书简介:《面向可持续发展的环境工程与管理实践》 内容提要: 在人类社会迈向可持续发展的大背景下,环境工程与管理正面临前所未有的复杂挑战。本书旨在构建一个全面、系统且实践导向的知识框架,深入探讨现代环境问题背后的科学原理、工程解决方案以及有效的管理策略。全书分为五大部分,共十六章,涵盖了从基础理论到前沿技术的广泛领域,特别强调跨学科整合与实际应用能力培养。 第一部分:环境系统基础与评估 本部分奠定了理解复杂环境系统的理论基础。环境系统不仅包括物理、化学过程,还深度耦合了生物过程和社会经济因素。我们首先梳理了环境化学的基本原理,重点分析了污染物在水、气、土壤介质中的迁移、转化和归趋机制。通过定量模型,阐释了不同驱动力下环境负荷的变化规律。 随后,本书详细介绍了环境影响评价(EIA)和生命周期评价(LCA)的核心方法论。EIA部分强调了在项目规划阶段识别和量化潜在环境风险的重要性,以及如何构建有效的风险缓解措施。LCA部分则突破了传统的点源污染视角,系统介绍了从原材料开采到产品报废全过程的环境负荷评估,旨在实现真正的摇篮到坟墓或摇篮到摇篮的全面考量。特别关注了新材料、新能源技术在生命周期中的环境足迹分析。 第二部分:水环境污染控制与生态修复 水资源短缺与水体污染是全球性的严峻议题。本部分聚焦于先进的水污染控制技术与河流湖泊生态修复的综合策略。 在水处理技术方面,我们超越了传统的活性污泥法,深入探讨了膜分离技术(如超滤、纳滤和反渗透)在饮用水深度净化和废水资源化中的应用。同时,生物强化技术,特别是厌氧/好氧耦合系统、微生物燃料电池(MFCs)在有机污染物高效降解中的潜力得到了详尽阐述。对于难降解有机污染物(如新兴污染物PFOA/PFOS、药物残留),本书详细解析了高级氧化工艺(AOPs),包括臭氧/UV、芬顿类反应和电化学氧化等技术的反应动力学与工程放大。 生态修复方面,重点介绍了湿地构建及其调控机制。不仅分析了人工湿地对氮磷去除的效率,更结合植物生态学原理,探讨了如何通过选择合适的物种组合,提升湿地对重金属的固定能力和对微生物群落的构建作用。河流健康评估则采用生物完整性指数(IBI)等生态指标,指导水生态系统的功能恢复工程。 第三部分:大气污染防治与气候变化应对 大气环境质量的改善是保障公众健康的关键。本部分涵盖了从区域尺度空气质量模拟到特定污染源控制的全链条技术。 针对工业排放源,本书系统梳理了颗粒物(PM2.5/PM10)的超低排放控制技术,包括高效电除尘器、袋式除尘器及静电/布袋复合技术。对于二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的控制,详细对比了湿法脱硫、干法脱硫以及选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)的运行条件与催化剂选择。 在区域空气质量管理方面,本书引入了数值模拟模型(如 CMAQ/WRF-Chem),讲解如何利用气象场和排放清单数据预测区域性雾霾事件,并为区域联防联控提供科学依据。气候变化应对部分,聚焦于碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的最新进展,特别是新型吸附剂和反应溶剂的开发,以及它们在工业流程中的集成应用。 第四部分:固体废物管理与资源化利用 固体废物的“减量化、再利用、资源化”是循环经济的核心。本书将城市固体废物(MSW)、危险废物(HW)和电子废物(E-waste)的管理实践进行了结构化梳理。 对于MSW,重点阐述了先进的垃圾分类、前端预处理技术,以及热处理(焚烧发电)工艺的热力学优化与二噁英控制技术。特别强调了厌氧消化技术在有机废弃物转化为沼气和沼渣中的作用。 危险废物管理部分,严格依据法规要求,详细介绍了不同类型危险废物的无害化处置技术,包括高温焚烧、固化/稳定化技术,以及对特定重金属污染土壤的植物修复和化学浸提技术。资源化利用方面,本书深入探讨了城市污泥的无害化处理与资源化途径,如磷回收、碳化制备土壤改良剂等。 第五部分:环境管理、政策与可持续发展战略 环境工程的有效实施离不开强有力的管理框架和政策引导。本部分侧重于宏观层面的环境治理能力建设。 环境管理系统(EMS)的构建与实施,特别是ISO 14001标准在企业风险管理中的应用,得到了详尽的介绍。同时,本书探讨了环境经济学工具,如排污权交易、生态补偿机制的理论基础与操作实践,分析了这些工具如何激励企业进行技术创新和污染减排。 可持续发展战略部分,将环境工程置于更广阔的社会经济背景下进行审视。内容包括城市韧性规划、绿色供应链管理,以及如何利用大数据和物联网技术(IoT)构建智慧环境监测与预警系统,以支持政府进行精细化的环境决策。本书力求提供一套完整的、可操作的工具箱,使读者能够将先进的技术与有效的管理手段相结合,共同推动环境质量的持续改善和经济社会的可持续转型。 ---