现代环境监测技术环境仪器分析PPT课件
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仪器分析 课件ppt
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保障人类健康
仪器分析在保障人类健康方面具有重 要意义，如环境监测、食品药品安全 检测等。
仪器分析的发展历程
早期仪器分析
早期的仪器分析方法比较简单， 如比重法、折光法等。
20世纪发展
20世纪是仪器分析发展的重要时 期，随着科技的不断进步，新的 仪器分析方法不断涌现，如光谱
法、色谱法等。
现代仪器分析
现代仪器分析已经进入了一个全 新的时代，各种高灵敏度、高分 辨率、高自动化程度的仪器不断 涌现，为科学研究和技术创新提
工业生产控制
总结词
仪器分析在工业生产控制中是重要的工具，能够监测 和控制生产过程中的各种参数。
详细描述
仪器分析通过实时监测和控制工业生产过程中的温度、 压力、流量、浓度等参数，确保生产过程的稳定性和产 品质量，提高生产效率和降低能耗。
05
仪器分析的挑战与未来发展
Chapter
提高仪器分析的灵敏度与准确性
结合纳米技术、生物技术、信 息技术等新兴领域，开发新型 仪器分析工具。
探索微型化、便携式仪器分析 设备，满足现场快速检测的需 求。
实现仪器分析的自动化与智能化
通过自动化技术实现仪器分析流 程的连续性与高效性，降低人为
误差和提高分析效率。
利用人工智能和机器学习算法对 仪器分析数据进行处理、建模和 预测，提高分析的智能化水平。
气相色谱法
总结词
基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 系数差异而建立的分析方法。
详细描述
气相色谱法是利用不同物质在固定相和流动 相之间的分配系数差异进行分析的方法，通 过分离和检测混合物中的各组分来测定各组 分的含量。该方法具有分离效果好、分析速 度快、应用范围广等优点。
环境监测与仪器分析 空气和废气监测PPT课件
第6页/共104页
2、二次污染物：
一次污染物之间与大气组分反应产生的新的污
染物。一般多为气溶胶。
第7页/共104页
（二）、分子状态污染物和粒子状态污染物
1、分子状态污染物： 常温常压下以气体或蒸汽形式（苯、苯酚）分散
在大气中的污染物质。根据化学形态，可将其分为 五类： （1）、 含硫化合物： SO2 、 H2S ； SO3 、硫酸、 硫酸盐； （2）、 含氮化合物： NO 、 NO2 、 NH3 ； 硝 酸、硝酸盐；
沉降特性将其分为降尘和飘尘。
（1） 、降尘：粒径大于 10 μ m 的颗粒；在重力 作用下，易沉降，危害范围较小。
如水泥粉尘第、10页金/共属104粉页 尘、飞尘等一般颗粒大，比 重大。
（2） 、飘尘：粒径小于 10 μ m 的粒子，粒径 小，比重也小，可长期漂浮在大气中，具有胶体 性质，又称气溶胶 (aerosol) 。
③ 浓缩在固体填充柱上的待测物质比在吸收液 中稳定时间要长，有时可放置几天或几周也不发生 变化。
具有广阔第发39页/展共10前4页 景的富集方法！
3、滤料阻留法
将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹上， 用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤 材料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据 采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。
第23页/共104页
图1 网格布点法
上风口
第24页/共104页
图2 同心圆布点法
下风口
第25页/共104页
图3 扇形布点法
五、采样时间和频率
1、采样时间： 指每次采样所需时间的长短，又叫采样时段。
分为短期采样、长期采样、间歇性采样。
2、采样频率: 指一定时间范围内的采样次数
2、二次污染物：
一次污染物之间与大气组分反应产生的新的污
染物。一般多为气溶胶。
第7页/共104页
（二）、分子状态污染物和粒子状态污染物
1、分子状态污染物： 常温常压下以气体或蒸汽形式（苯、苯酚）分散
在大气中的污染物质。根据化学形态，可将其分为 五类： （1）、 含硫化合物： SO2 、 H2S ； SO3 、硫酸、 硫酸盐； （2）、 含氮化合物： NO 、 NO2 、 NH3 ； 硝 酸、硝酸盐；
沉降特性将其分为降尘和飘尘。
（1） 、降尘：粒径大于 10 μ m 的颗粒；在重力 作用下，易沉降，危害范围较小。
如水泥粉尘第、10页金/共属104粉页 尘、飞尘等一般颗粒大，比 重大。
（2） 、飘尘：粒径小于 10 μ m 的粒子，粒径 小，比重也小，可长期漂浮在大气中，具有胶体 性质，又称气溶胶 (aerosol) 。
③ 浓缩在固体填充柱上的待测物质比在吸收液 中稳定时间要长，有时可放置几天或几周也不发生 变化。
具有广阔第发39页/展共10前4页 景的富集方法！
3、滤料阻留法
将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹上， 用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤 材料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据 采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。
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图1 网格布点法
上风口
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图2 同心圆布点法
下风口
第25页/共104页
图3 扇形布点法
五、采样时间和频率
1、采样时间： 指每次采样所需时间的长短，又叫采样时段。
分为短期采样、长期采样、间歇性采样。
2、采样频率: 指一定时间范围内的采样次数
现代环境监测技术专题.ppt
经典极谱法是以滴汞电极为工作电极，饱 和甘汞电极为参比电极，在两电极间施加直 流电压，然后测量在一定外加电压时通过电 解池的电流，绘制电流-电压关系曲线
8. 超临界流体萃取法（SFE）
超临界流体萃取法（Supercritical Fluid Extraction）是利用超临界流体的溶解能力和高扩散 性能发展而来的萃取技术。
9. 微波消解（MD）和微波辅助萃取法 （MAE）
微波消解（Microwave Digestion）和微波辅助 萃取法（Microwave-Assisted Extraction）是利 用微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完 成消解或加速溶出的方法。
（4）原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是 一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行 定量分析的方法。其原理是：试样中待测元素的化 合物在高温下被解离成基态原子，光源发出的特征 谱线通过原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原 子吸收
原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简便、 迅速等特点。可测定70多种元素，是环境中痕量金 属污染物测定的主要方法
% 1~100 0.01~1 10-4~0.01 10-6~10-4 < 10-6
含量
μg/g 104~106 100~104 1~100 0.01~1 < 0.01
7.1.2 超痕量分析中常用的前处理方法
1. 液-液萃取法（LLE）
液-液萃取法是一种传统经典的提取方法。它是 利用相似相溶原理，选择一种极性接近于待测组分 的溶剂，把待测组分从水溶液中萃取出来。常用的 萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲 烷等
第一节 第二节 第三节 第四节
超痕量分析技术 自动监测与遥感技术 环境应急监测 生态监测
8. 超临界流体萃取法（SFE）
超临界流体萃取法（Supercritical Fluid Extraction）是利用超临界流体的溶解能力和高扩散 性能发展而来的萃取技术。
9. 微波消解（MD）和微波辅助萃取法 （MAE）
微波消解（Microwave Digestion）和微波辅助 萃取法（Microwave-Assisted Extraction）是利 用微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完 成消解或加速溶出的方法。
（4）原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是 一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行 定量分析的方法。其原理是：试样中待测元素的化 合物在高温下被解离成基态原子，光源发出的特征 谱线通过原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原 子吸收
原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简便、 迅速等特点。可测定70多种元素，是环境中痕量金 属污染物测定的主要方法
% 1~100 0.01~1 10-4~0.01 10-6~10-4 < 10-6
含量
μg/g 104~106 100~104 1~100 0.01~1 < 0.01
7.1.2 超痕量分析中常用的前处理方法
1. 液-液萃取法（LLE）
液-液萃取法是一种传统经典的提取方法。它是 利用相似相溶原理，选择一种极性接近于待测组分 的溶剂，把待测组分从水溶液中萃取出来。常用的 萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲 烷等
第一节 第二节 第三节 第四节
超痕量分析技术 自动监测与遥感技术 环境应急监测 生态监测
现代仪器分析与环境监测
现代仪器分析1.光学分析法分类：光谱法和非光谱法光谱法：以能源与物质相互作用引起原子、分子内部量子化能级之间跃迁所产生的光的吸收、发射、散射等波长与强度的变化关系为基础的光分析法，称为光谱法。
非光谱法：除了光谱法以外的光分析法。
主要有折射法、干涉法、衍射法、旋光法、和圆二色性法等。
2.原子发射光谱原理、仪器组成、光源种类及特点原子发射光谱原理：处于激发态的原子或离子在极短时间内，电子从激发态跃迁回基态或能量较低的激发态，电子以电磁辐射的形式将多余的能量释放出来，这一现象称之为原子发射或发光仪器组成：激发源、分光系统、检测系统光源种类及特点：（1）直流电弧DCA：分析绝对灵敏度高，辐射光强度大，背景较小，适合于分析痕量元素。
主要缺点是电弧游移不定，稳定性差，因此分析结果的再现性差（2）低压交流电弧ACA：电流具有脉冲性，电流密度比直流电弧大，稳定性高，弧温高激发能力强可对所有元素进行定性分析，电源方便线路简单（3）高压火花spark：高压火花激发出的主要是离子光谱，稳定性好，适用于低熔点、易挥发物质或难激发元素和高含量元素的定性分析，不适用痕量分析（4）电感耦合等离子体ICP：灵敏度高稳定性好，特别适合于液态样品分析，低污染干扰少。
缺点是消耗Ar气量大，费用高（5）微波等离子体3.原子吸收光谱原理，仪器组成、原子化器种类及特点原子吸收光谱原理：当通过基态原子的某辐射线所具有的能量或频率恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需的能量或频率时，该基态原子就会从入射辐射中吸收能量，产生原子吸收光谱仪器组成：光源、原子化器、分光系统、检测系统原子化器种类及特点：（1）火焰原子化器：优点是重现性好评，操作简便，缺点是喷雾气体对试样的严重稀释使原子化效率降低，灵敏度下降（2）石墨炉原子化器：原子化效率高，灵敏度高，特别适用于低含量样品分析，缺点是不易控制，设备复杂，费用较高（3）低温原子化4.紫外可见吸收光谱电子跃迁类型、助色团和生色团、红衣和蓝移、仪器组成、吸收池种类、朗伯比尔定律紫外可见吸收光谱电子跃迁类型：σ→σ*，n→σ*，π→π*，n→π*助色团：含有未成键n电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，能使生色团吸收峰向长波方向移动，吸收强度增强的杂原子集团称为助色团生色团：含有不饱和键，能吸收紫外、可见光产生π→π*或n→π*跃迁的基团称为生色团红移：π→π*跃迁吸收峰向长波方向移动；蓝移：n→π*跃迁产生的吸收峰向短波方向移动仪器组成：光源——单色器——吸收池——检测器——显示器吸收池种类：可见光区使用玻璃吸收池，紫外光区使用石英吸收池朗伯比尔定律：A=kcL（L液层厚度）5.氟离子选择电极、玻璃电极F-选择性电极是目前最成功的单晶膜电极，F-电极的内参比电极为Ag-AgCl丝，内参比溶液为0.1mol/LNaF与0.1mol/LNaCl混合液，电极可表示为Ag，AgCl|NaCl（0.1mol/L），NaF（0.1mol/L）|LaF3膜|F-试液。
《环境仪器分析》课件
《环境仪器分析》PPT课 件
本课程介绍环境仪器分析的重要性，以及学习此课程的目标和意义。同时概 述了课程的内容和主要模块。
仪器分类与原理
常见环境分析仪器分类
介绍了常见的环境分析仪器 分类，如气相色谱、液相色 谱、光谱分析仪和离子色谱 仪。
仪器原理简介
解释了各种环境分析仪器的 基本原理，包括检测方法和 相关技术特点。
环境样品
探讨了环境样品的不同类型，包括土壤、水、空气和生物样品。介绍了采集、 保存和处理样品的最佳实践。
课程总结与展望
总结了《环境仪器分析》课程的内容和要点，并展望了环境分析技术的未来 发展方向。
离子色谱仪
解释了离子色谱仪的工作原理和适用领域，以及在 环境样品分析中的应用案例。
仪器操作与注意事项
1
样品制备与处理技巧
2
提供了样品制备和处理的实用技巧，以确
保准确的分析结果。
3
Байду номын сангаас
仪器操作流程
详细阐述了环境仪器的正确操作流程，包 括仪器预热、样品准备和数据记录等关键 步骤。
常见故障与排除方法
讨论了常见的仪器故障和如何解决它们， 以保持仪器的稳定性和准确性。
技术特点与适用领域
说明了每种仪器的技术特点 以及在环境分析中的适用领 域。
常用环境仪器
气相色谱质谱联用仪
介绍了气相色谱质谱联用仪的原理和应用领域，以 及在环境样品分析中的重要性。
液相色谱
详细描述了液相色谱技术的工作原理和在环境分析 中的应用，包括样品预处理和分析方法。
光谱分析仪
介绍了光谱分析仪的类型和使用方法，以及在环境 领域中光谱分析的重要作用。
本课程介绍环境仪器分析的重要性，以及学习此课程的目标和意义。同时概 述了课程的内容和主要模块。
仪器分类与原理
常见环境分析仪器分类
介绍了常见的环境分析仪器 分类，如气相色谱、液相色 谱、光谱分析仪和离子色谱 仪。
仪器原理简介
解释了各种环境分析仪器的 基本原理，包括检测方法和 相关技术特点。
环境样品
探讨了环境样品的不同类型，包括土壤、水、空气和生物样品。介绍了采集、 保存和处理样品的最佳实践。
课程总结与展望
总结了《环境仪器分析》课程的内容和要点，并展望了环境分析技术的未来 发展方向。
离子色谱仪
解释了离子色谱仪的工作原理和适用领域，以及在 环境样品分析中的应用案例。
仪器操作与注意事项
1
样品制备与处理技巧
2
提供了样品制备和处理的实用技巧，以确
保准确的分析结果。
3
Байду номын сангаас
仪器操作流程
详细阐述了环境仪器的正确操作流程，包 括仪器预热、样品准备和数据记录等关键 步骤。
常见故障与排除方法
讨论了常见的仪器故障和如何解决它们， 以保持仪器的稳定性和准确性。
技术特点与适用领域
说明了每种仪器的技术特点 以及在环境分析中的适用领 域。
常用环境仪器
气相色谱质谱联用仪
介绍了气相色谱质谱联用仪的原理和应用领域，以 及在环境样品分析中的重要性。
液相色谱
详细描述了液相色谱技术的工作原理和在环境分析 中的应用，包括样品预处理和分析方法。
光谱分析仪
介绍了光谱分析仪的类型和使用方法，以及在环境 领域中光谱分析的重要作用。
环境监测及分析ppt课件
五十年代，发达国家环境污染事故不断 发生，政府部门不得不有目的地组织技 术人员进行调查监测。这个时期地环境 监测工作的特点是以污染事故调查为主。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.1 环境监测技术的历史
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2.1.1分析仪器的发展
中型仪器：原子吸收光谱仪（AAS）， 原子荧光光谱仪（AFS），气相色谱仪 (GC),高效液相色谱仪（HPLC），离子 色谱仪（IC），紫外－可见分光光度计 （UV－Vis）以及极色谱仪（POLAR）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.1 环境监测技术的历史
我国的环境监测工作历史：
起步于七十年代中期，各省市相继建立环境监测 站
在“六五”和“七五”期间，环境监测站有了一 个大发展
在“七五”和“八五”期间，我国的环境监测工 作日趋成熟，制定了监测工作的基本方针，在管 理上提出了“五化”目标等，初步形成了以环境 监测为核心的监测网络，制定了同意的监测技术 规范，建立了数百项分析方法，开展了实验室的 质量保证和质量控制工作
我国的环境监测工作较发达国家起步晚，但 是反站很快，已具备了组织机构网络化和监 测反系技术体系化的雏形
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2环境监测分析仪器和 技术的现状与发展
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.1 环境监测技术的历史
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2.1.1分析仪器的发展
中型仪器：原子吸收光谱仪（AAS）， 原子荧光光谱仪（AFS），气相色谱仪 (GC),高效液相色谱仪（HPLC），离子 色谱仪（IC），紫外－可见分光光度计 （UV－Vis）以及极色谱仪（POLAR）
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.1 环境监测技术的历史
我国的环境监测工作历史：
起步于七十年代中期，各省市相继建立环境监测 站
在“六五”和“七五”期间，环境监测站有了一 个大发展
在“七五”和“八五”期间，我国的环境监测工 作日趋成熟，制定了监测工作的基本方针，在管 理上提出了“五化”目标等，初步形成了以环境 监测为核心的监测网络，制定了同意的监测技术 规范，建立了数百项分析方法，开展了实验室的 质量保证和质量控制工作
我国的环境监测工作较发达国家起步晚，但 是反站很快，已具备了组织机构网络化和监 测反系技术体系化的雏形
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2环境监测分析仪器和 技术的现状与发展
环境污染物的现代仪器分析PPT课件
✓ 保护剂：使待测元素不与干扰元素生成难挥发化合 物，通常加入氯化铵、EDTA等
✓ 络合剂：起释放剂或保护剂的作用； ✓ 缓冲剂：加入超过缓冲量的干扰元素化合物
编辑版pppt
46
核磁共振
编辑版pppt
47
原理
物质中的原子核的自旋运动会产生核磁矩， 核磁矩有不同的能量状态，称为核磁能级。在外 加磁场中，和磁场相互作用不同，核磁能量也不 相同。当外来电磁波的频率和两个核磁能级间隔 能量相当时，低能级的核就会吸收电磁波，跃迁 至高能级，会产生一种吸收峰。
区域研究。 ➢ 可以定性、定量分析特征基团。 ➢ 测量简单分子的键长、键角。
编辑版pppt
34
荧光光度法
编辑版pppt
35
原理（一）
分析吸收了紫外和可见光区电磁辐射 后，电子能级跃迁至激发态，然后以热能 释放又回到基态，一般呈现前面所述的紫 外和可见光特性。
如果电子吸收这一能量后，以发射辐 射的方式释放能量，其波长可以与吸收波 长相同，也可以不同。这一光谱则称为荧 光光谱。
3500 3000 2500 2000
3500 3000 2500 2000
Wavenumber cm-1
1500
1500
编辑版pppt
Transmittance [%] 10 20 30 40 50 60 70
2960.03 2926.52 2865.02
1462.44 1380.19 1268.10
编辑版pppt
29
红外谱图实例分析（一）
3500 3000 2500 2000
3500 3000 2500 2000
3942.89 3693.31
Transmittance [%] 10 20 30 40 50 60 70
✓ 络合剂：起释放剂或保护剂的作用； ✓ 缓冲剂：加入超过缓冲量的干扰元素化合物
编辑版pppt
46
核磁共振
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47
原理
物质中的原子核的自旋运动会产生核磁矩， 核磁矩有不同的能量状态，称为核磁能级。在外 加磁场中，和磁场相互作用不同，核磁能量也不 相同。当外来电磁波的频率和两个核磁能级间隔 能量相当时，低能级的核就会吸收电磁波，跃迁 至高能级，会产生一种吸收峰。
区域研究。 ➢ 可以定性、定量分析特征基团。 ➢ 测量简单分子的键长、键角。
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34
荧光光度法
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35
原理（一）
分析吸收了紫外和可见光区电磁辐射 后，电子能级跃迁至激发态，然后以热能 释放又回到基态，一般呈现前面所述的紫 外和可见光特性。
如果电子吸收这一能量后，以发射辐 射的方式释放能量，其波长可以与吸收波 长相同，也可以不同。这一光谱则称为荧 光光谱。
3500 3000 2500 2000
3500 3000 2500 2000
Wavenumber cm-1
1500
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Transmittance [%] 10 20 30 40 50 60 70
2960.03 2926.52 2865.02
1462.44 1380.19 1268.10
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红外谱图实例分析（一）
3500 3000 2500 2000
3500 3000 2500 2000
3942.89 3693.31
Transmittance [%] 10 20 30 40 50 60 70
环境仪器分析 第一章 绪论PPT课件
38
领域 ：环境水质、空气、固废、土壤和生物等 方向：金属污染物、非金属无机污染物和有机污
染物等 尤其是在有机污染物的定性、定量、结构分析、
迁移、转换等的研究中
13
环境仪器分析的特点
优势：
灵敏度高，检测下限低，样品用量少--适于微量、 痕量和超痕量成分的测定；
选择性好--适于复杂组分试样的分析； 操作简单，分析速度快--适于批量试样的分析； 组合能力和适应性强--可在线分析，实现数据采
9
化学分析
重量法 化学法
仪器分析
物理分析法 物理化学分析法
10
环境仪器分析？
环境分析及监测中常用的仪器分析方法
仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基
础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号 与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对物 质进行定性、定量、形态和结构分析
11
环境仪器分析的内容
整体与局部 分析仪器—结构流程—关键部件
基础知识 无机化学、有机化学、分析化学、物理化学
7
目标和要求
理解、掌握各类仪器分析方法的基本组成和工作 原理；
掌握各类仪器分析的定性、定量方法； 初步掌握根据需要进行方法选择和基本应用。
8
第一章 绪论
环境仪器分析的内容 环境仪器分析的特点 环境仪器分析常用术语 环境仪器分析的应用实例
质谱分析法
其他分析法
联用技术
20
环境分析中最常用的仪器方法
气相色谱法 紫外可见分光光度法 原子吸收光谱法
21
环境仪器分析应用实例
光分析法：
原子发射光谱法测定土壤、水系沉积物中的微量 银
火焰原子吸收光谱测定空气中的铅 紫外分光光度法测定水体中油类含量 非色散红外吸收法测定固定污染源排气中的一氧
领域 ：环境水质、空气、固废、土壤和生物等 方向：金属污染物、非金属无机污染物和有机污
染物等 尤其是在有机污染物的定性、定量、结构分析、
迁移、转换等的研究中
13
环境仪器分析的特点
优势：
灵敏度高，检测下限低，样品用量少--适于微量、 痕量和超痕量成分的测定；
选择性好--适于复杂组分试样的分析； 操作简单，分析速度快--适于批量试样的分析； 组合能力和适应性强--可在线分析，实现数据采
9
化学分析
重量法 化学法
仪器分析
物理分析法 物理化学分析法
10
环境仪器分析？
环境分析及监测中常用的仪器分析方法
仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基
础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号 与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对物 质进行定性、定量、形态和结构分析
11
环境仪器分析的内容
整体与局部 分析仪器—结构流程—关键部件
基础知识 无机化学、有机化学、分析化学、物理化学
7
目标和要求
理解、掌握各类仪器分析方法的基本组成和工作 原理；
掌握各类仪器分析的定性、定量方法； 初步掌握根据需要进行方法选择和基本应用。
8
第一章 绪论
环境仪器分析的内容 环境仪器分析的特点 环境仪器分析常用术语 环境仪器分析的应用实例
质谱分析法
其他分析法
联用技术
20
环境分析中最常用的仪器方法
气相色谱法 紫外可见分光光度法 原子吸收光谱法
21
环境仪器分析应用实例
光分析法：
原子发射光谱法测定土壤、水系沉积物中的微量 银
火焰原子吸收光谱测定空气中的铅 紫外分光光度法测定水体中油类含量 非色散红外吸收法测定固定污染源排气中的一氧
环境监测技术与现代仪器设备
水质自动监测站、水质分 析仪、采样器等。
数据处理
实时传输监测数据至环境 监测中心，进行数据分析 、预警和发布，为政府和 公众提供水质信息。
某工业区的土壤重金属监测项目
监测目标
调查工业区土设备
便携式土壤分析仪、采样器等。
数据处理
对采集的土壤样品进行分析，评 估重金属含量和污染程度，为政 府和相关企业提供土壤污染治理
影响。
大气环境监测
1
大气环境监测是指对大气中的污染物进行监测， 以评估大气质量和环境污染程度。
2
监测的指标包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、 一氧化碳等常见的大气污染物，以及臭氧、挥发 性有机物等其他有害物质。
3
大气环境监测的目的是及时发现和解决大气污染 问题，保护公众健康和维护生态平衡。
水环境监测
空气质量监测仪器通常包括颗粒物监测仪、气体分析仪、气象站等。这 些仪器采用了多种技术，如电化学、光学、质谱等，以实现对不同污染
物的准确监测。
空气质量监测仪器在环境保护、公共卫生、城市规划等领域具有广泛的 应用价值，为政府决策提供了科学依据。
水质监测仪器
水质监测仪器是用于检测水体质量，评估水环境是否安全可靠的 设备。这些仪器可以检测水中的各种指标，如浊度、pH值、溶解 氧、总磷等。
水环境监测是指对水体中的污 染物进行监测，以评估水质和 污染程度。
监测的指标包括化学需氧量、 氨氮、总磷、重金属等常见的 水污染物，以及有机物、营养 盐等其他有害物质。
水环境监测的目的是及时发现 和解决水污染问题，保障饮用 水安全和生态系统的健康。
土壤环境监测
土壤环境监测是指对土壤中的污染物进行监测，以评估土壤质量和污染程度。
目的
环境监测的目的是为环境保护和治理 提供科学依据，促进环境质量的改善 ，保障人类健康和生态平衡。
数据处理
实时传输监测数据至环境 监测中心，进行数据分析 、预警和发布，为政府和 公众提供水质信息。
某工业区的土壤重金属监测项目
监测目标
调查工业区土设备
便携式土壤分析仪、采样器等。
数据处理
对采集的土壤样品进行分析，评 估重金属含量和污染程度，为政 府和相关企业提供土壤污染治理
影响。
大气环境监测
1
大气环境监测是指对大气中的污染物进行监测， 以评估大气质量和环境污染程度。
2
监测的指标包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、 一氧化碳等常见的大气污染物，以及臭氧、挥发 性有机物等其他有害物质。
3
大气环境监测的目的是及时发现和解决大气污染 问题，保护公众健康和维护生态平衡。
水环境监测
空气质量监测仪器通常包括颗粒物监测仪、气体分析仪、气象站等。这 些仪器采用了多种技术，如电化学、光学、质谱等，以实现对不同污染
物的准确监测。
空气质量监测仪器在环境保护、公共卫生、城市规划等领域具有广泛的 应用价值，为政府决策提供了科学依据。
水质监测仪器
水质监测仪器是用于检测水体质量，评估水环境是否安全可靠的 设备。这些仪器可以检测水中的各种指标，如浊度、pH值、溶解 氧、总磷等。
水环境监测是指对水体中的污 染物进行监测，以评估水质和 污染程度。
监测的指标包括化学需氧量、 氨氮、总磷、重金属等常见的 水污染物，以及有机物、营养 盐等其他有害物质。
水环境监测的目的是及时发现 和解决水污染问题，保障饮用 水安全和生态系统的健康。
土壤环境监测
土壤环境监测是指对土壤中的污染物进行监测，以评估土壤质量和污染程度。
目的
环境监测的目的是为环境保护和治理 提供科学依据，促进环境质量的改善 ，保障人类健康和生态平衡。
环境监测与仪器分析生物PPT课件
生物监测主要方法
一、生物群落监测方法 二、生物测试法 三、细菌学检验法
第7页/共77页
一、生物群落监测方法
生物群落监测中的对象：
生生物未，受这污是染长的期环自境浮然水游发体生展中物的生结活浮动角果着游物类，多生 、 和也种物 轮 桡是多（ 虫 足生样、 类原态的枝生）系水 统保持相对平衡的标志。当水体浮受游到生污物染－后藻，类水 水生自消污生然亡染物生，指的 态 抗示群 平 性生落 衡 生物结系物构统旺着的和被盛底各生个破生栖种生体坏长动基物数，，物质－量最群－表附就终落面栖着上息会结结于的在发果构长有水生 是 单期机体变 敏 一浸体底化 感 ，没群部水， 生 这落淤中。泥使 物 是 生物群落监测法的理内、论石依块据或。砾石表面及其间隙中
菌应用于环境监测，Beckman公司依据发光细菌的发光原 理,已推出用于环境监测的生物毒性检测仪Microtox。
第27页/共77页
生物发光法是结合生命有机体的生物物理和生物化学过程， 检测的是处于环境中的生物，提供的是一个综合的整体指 标，因此比传统的检验方法更迅速，直接反映环境污染对 生物的影响。
褐藻
金鱼
第20页/共77页
蝴蝶鱼
绿藻
图6.1 可用于水生生物毒性试验的部分鱼类和藻类
静水式鱼类急性毒性试验 供试鱼的选择和驯养
❖ 要选择无病、行动活泼、鱼鳍完整 舒展、食欲和逆水性强、体长（不 包括尾部）约3 cm的同种和同龄的 金鱼。
❖ 选出的鱼必须先在与试验条件相似 的生活条件（温度、水质等）下驯 养7 d以上；试验前一天停止喂食； 如果在试验前4 d天内发生死亡现 象或发病的鱼高第于21页10/共%77，页 则不能使 用。
10.0 7.5 5.6 4.2 3.2 2.4 对照组
环境监测实验PPT课件
七、读数方法
声级计置于慢格，每隔5s读一个瞬时A 声级，对每一个测量点，连续读取100个数 据(当噪声较大时应取200个数据)。读数的 同时，要判断测点附近的主要噪声来源(如 交通噪声、工厂噪声、施工噪声、居民噪 声或其它声源等)，记录周围声学环境。
八、数值处理 由于环境噪声是随时间而起伏的无规则噪声，
准确称取预先经140℃下烘干的重铬酸钾 2.451g，溶于少量水中，转入1000ml容量 瓶中，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。
注：此时溶液略带浅绿色而非无色，因为溶 液中含有Cr3+。
4) 配3000ml 0.05mol/L(1/2 I2) 碘标液：
准确称取6.400g碘于250 mL 烧杯中，加入 20g碘化钾，加适量水溶解后，转移至1000 mL棕色瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
全市测量结果应列出全市网点Leq、 L10、L50、L90的算术平均值L和最大值及 标准偏差，以便于城市之间比较。
实验三 水中硫化物的测定
一、实验目的及要求
l．了解水中硫化物的组成，掌握硫化物的 测定原理和方法。
2．熟练硫化物测定的实验技能。
二、原理
1．水样的预处理：酸化—吹气法 在采集水样时，水样的悬浮物或浑浊度高， 色度深时，可将现场采集固定后的水样加 入一定量磷酸，使水样中的硫化锌转变为 硫化氢气体，利用载气将硫化氢吹出，用 乙酸锌-乙酸钠溶液或2%氢氧化钠溶液吸收， 再行测定。
因此测量结果一般用统计值或等效声级来表示。
1．累积分布值L10、L50、L90与标准偏差δ L10表示10%的时间超过的噪声级，相当于噪声的 平均峰值； L50表示50%的时间超过的噪声级，相当于噪声的 平均值； L90表示90%的时间超过的噪声级，相当于噪声的 本底值。
环境监测常用仪器分析方法PPT67页
环境监测常用仪器分析方法
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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⑷要尽量采用国内外新技术、新方法。
3.2 加强监测仪器设备管理、完善仪器设备配置
3.3 开展监测质量保证、加强技术培训
建立环境监测质量保证体系；开展计量认证工作； 加强技术人员的培训与考核；不断提高科学监测水平；
完善监测网络、实现监测信息网络化管理。
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第二章 原子吸收分光光度法
2.1 基本原理 2.2 原子吸收分光光度计 2.3 测定条件的选择 2.4 定量分析方法 2.5 灵敏度及检出极限 2.6 原子吸收光谱法在环境监测中的应用
第六章 色谱分析法理论基础
6.1 色谱法理论基础
➢ 色谱法的基本原理、分类及流程 ➢ 色谱图及色谱基本参数 ➢ 色谱法基本理论
6.2 分离条件的选择
➢ 色谱柱 ➢ 担体 ➢ 固定液及配比 ➢ 柱温 ➢ 载气及流速 ➢ 进样
第七章 气相色谱分析法
7.1 气相色谱仪
7.2 定性分析法
➢ 保留值定性
环境仪器分析
第一章 概述 第二章 原子吸收分光光度法 第三章 原子荧光光谱法 第四章 荧光及磷光光谱法 第五章 化学发光监测技术 第六章 色谱分析法理论基础 第七章 气相色谱分析法 第八章 高效液相色谱分析法
环境监测技术意义和作用
第 一
环境监测的内容与类型
章
概
环境监测技术现状与对策
述
环境监测新技术开发
§1 环境监测技术意义和作用
1.1 环境监测技术意义
环境监测技术是环境污染控制的眼睛，是环境管理的 “耳目”和“哨兵”，是研究环境质量变化趋势的重要手段， 是环境保护的基础。
※环境监测为环境管理服务要求遵循一定的原则
1.2 环境监测技术的作用
及时准确、全面地反映环境质量和污染源现状及发展趋 势，为环境管理、规划和污染防治提供依据。
方法。包括以下四点：
(1) 基态原子的产生
在进行原子吸收分析时，首先应使待测元素由化合物 状态变成基态原子，使其原子化。原子化方法有：化学法、 火焰法、电热法等。
(2) 共振线与吸收线
其核外电子排布处于最低能级、最稳定的原子称基态 原子。基态原子的最外层电子因受外界能量激发而跃迁到 较高能级上，便使原子处于激发态，处于激发态的原子很 不稳定，在短时间内（约10-3s），跃迁到较高能级的电子 又返回到低能级状态，同时释放一定的能量。
➢
加已知物增峰法
7.3 定量分析法
➢
峰面积的测量
➢
定量校正因子
➢
定量方法
第八章 高效液相色谱分析法
8.1 高效液相色谱仪
➢ 高压输液系统 ➢ 进样系统 ➢ 色谱柱 ➢ 检测系统 ➢ 附属系统
第二章 原子吸收分光光度法 2.1 原子吸收分光光度法基本原理
原子吸收分光光度法是基于空心阴极灯发射出 的待测元素的特征谱线，通过试样蒸气，被蒸 气中待测元素的基态原子所吸收，由特征谱线 被吸收的程度，来测定试样中待测元素含量的
(4) 火焰中的基态原子浓度与定量分析依据
对于原子吸收值的测量，在实际工作中，是以一定光强 的收过单程色符光合I0朗通伯过—原比子耳蒸定气律，，然即后：测出被吸收后的光强I，吸
I I0eKNL
式中:K为吸收系数，N为自由原子总数（近似于基态原子数
N0）,L为吸收层厚度。
吸光度
AlgI0 I
0.43K 43 0N L
※当前环境监测的基本任务
当前环境监测的基本任务：
为实施强化环境管理的八项制度做好技术监督和技 术支持工作。
强化污染源监督监测工作。 切实加强全国环境监测网络建设，完善环境监测技术 体系。
加速以报告制度为核心的信息管理与传递系统建设。 巩固检测队伍，提高监测技术水平。 进一步完善监测技术质量保证体系。 坚持科技领先，做好监测科研，全面提高监测工作 质量。
试样中待测元素的浓度与火焰中基态原子的浓度成正比。 所以在一定的浓度范围内和一定的火焰宽度，吸光度与试样 中待测元素浓度的关系可表示为：
AK'C
该式就是原子吸光光谱法定量分析的依据。
通过测定峰值吸收系数来计算待测元素的方法称为峰值 吸收法。
实现测量中心吸收系数的条件是：a.入射光线的中心频 率与吸收谱线的中心频率严格相同；b.入射光线的半宽度远 小于吸收谱线的半宽度。因此，必须使用一个与待测元素相 同的元素制成的锐线光源。
实验证实：峰值吸收系数K0在一定条件下，与单位体积 原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
第三章 原子荧光光谱法
3.1 概述 3.2 原理 3.3 原子荧光光谱仪 3.4 定量分析方法及应用
第四章 荧光及磷光光谱法
4.1 原理 4.2 荧光光谱仪 4.3 荧光分析方法 4.4 荧光光谱法在环境监测中的应用 4.5 磷光分析法
第五章 化学发光监测技术
5.1 原理 5.2 化学发光反应的类型 5.3 化学发光监测仪器
原子受外界能量激发，其最外层电子可能跃迁到不同 能级，因而可能有不同的激发态。
电子由基态到第一激发态跃迁吸收谱线称共振吸收线。 共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线，原子吸收分析就 是利用处于基态的待测原子蒸气，对从光源发射出的待测 元素的共振线的吸收而进行定量分析。
(3) 积分吸收与峰值吸收
原子蒸气所吸收的全部能量称积分吸收。在实际测量中， 因吸收谱线的宽度非常窄，需分辨率很高的分光仪，所以积 分吸收不能准确地测得。
环境监测为环境管理服务应遵循的原则： ①及时性：
解决及时性：一是建立一个高效能的监测网络，理顺环 境监测的组织关系；二是建立完善的数据报告制度，有一个 十分流畅的信息通道，做到纵横有序，传递自如；三是有一 个能满足管理要求的数据加工处理能力；四是有一个规范化 的监测成果表达形式。
②针对性：即着重抓好环境要素和污染源监视性监测。 ③准确性：一是数据准确，二是结论准确。 ④科学性：一是监测数据和资料的科学性，二是综合分析数
据资料方法的科学性，三是关于环境问题结论的科学性。
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§3 环境监测技术现状与对策
3.1 建通过分析方法的研究，筛选出能在全国推广 的较成熟和先进的方法；将选出的方法经多个实验室验 证，形成统一的方法。
分析方法的研究和筛选原则是：
⑴应有良好的准确性、精密性； ⑵应有良好的灵 敏度； ⑶方法所用仪器、试剂易得，便于推广；
3.2 加强监测仪器设备管理、完善仪器设备配置
3.3 开展监测质量保证、加强技术培训
建立环境监测质量保证体系；开展计量认证工作； 加强技术人员的培训与考核；不断提高科学监测水平；
完善监测网络、实现监测信息网络化管理。
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第二章 原子吸收分光光度法
2.1 基本原理 2.2 原子吸收分光光度计 2.3 测定条件的选择 2.4 定量分析方法 2.5 灵敏度及检出极限 2.6 原子吸收光谱法在环境监测中的应用
第六章 色谱分析法理论基础
6.1 色谱法理论基础
➢ 色谱法的基本原理、分类及流程 ➢ 色谱图及色谱基本参数 ➢ 色谱法基本理论
6.2 分离条件的选择
➢ 色谱柱 ➢ 担体 ➢ 固定液及配比 ➢ 柱温 ➢ 载气及流速 ➢ 进样
第七章 气相色谱分析法
7.1 气相色谱仪
7.2 定性分析法
➢ 保留值定性
环境仪器分析
第一章 概述 第二章 原子吸收分光光度法 第三章 原子荧光光谱法 第四章 荧光及磷光光谱法 第五章 化学发光监测技术 第六章 色谱分析法理论基础 第七章 气相色谱分析法 第八章 高效液相色谱分析法
环境监测技术意义和作用
第 一
环境监测的内容与类型
章
概
环境监测技术现状与对策
述
环境监测新技术开发
§1 环境监测技术意义和作用
1.1 环境监测技术意义
环境监测技术是环境污染控制的眼睛，是环境管理的 “耳目”和“哨兵”，是研究环境质量变化趋势的重要手段， 是环境保护的基础。
※环境监测为环境管理服务要求遵循一定的原则
1.2 环境监测技术的作用
及时准确、全面地反映环境质量和污染源现状及发展趋 势，为环境管理、规划和污染防治提供依据。
方法。包括以下四点：
(1) 基态原子的产生
在进行原子吸收分析时，首先应使待测元素由化合物 状态变成基态原子，使其原子化。原子化方法有：化学法、 火焰法、电热法等。
(2) 共振线与吸收线
其核外电子排布处于最低能级、最稳定的原子称基态 原子。基态原子的最外层电子因受外界能量激发而跃迁到 较高能级上，便使原子处于激发态，处于激发态的原子很 不稳定，在短时间内（约10-3s），跃迁到较高能级的电子 又返回到低能级状态，同时释放一定的能量。
➢
加已知物增峰法
7.3 定量分析法
➢
峰面积的测量
➢
定量校正因子
➢
定量方法
第八章 高效液相色谱分析法
8.1 高效液相色谱仪
➢ 高压输液系统 ➢ 进样系统 ➢ 色谱柱 ➢ 检测系统 ➢ 附属系统
第二章 原子吸收分光光度法 2.1 原子吸收分光光度法基本原理
原子吸收分光光度法是基于空心阴极灯发射出 的待测元素的特征谱线，通过试样蒸气，被蒸 气中待测元素的基态原子所吸收，由特征谱线 被吸收的程度，来测定试样中待测元素含量的
(4) 火焰中的基态原子浓度与定量分析依据
对于原子吸收值的测量，在实际工作中，是以一定光强 的收过单程色符光合I0朗通伯过—原比子耳蒸定气律，，然即后：测出被吸收后的光强I，吸
I I0eKNL
式中:K为吸收系数，N为自由原子总数（近似于基态原子数
N0）,L为吸收层厚度。
吸光度
AlgI0 I
0.43K 43 0N L
※当前环境监测的基本任务
当前环境监测的基本任务：
为实施强化环境管理的八项制度做好技术监督和技 术支持工作。
强化污染源监督监测工作。 切实加强全国环境监测网络建设，完善环境监测技术 体系。
加速以报告制度为核心的信息管理与传递系统建设。 巩固检测队伍，提高监测技术水平。 进一步完善监测技术质量保证体系。 坚持科技领先，做好监测科研，全面提高监测工作 质量。
试样中待测元素的浓度与火焰中基态原子的浓度成正比。 所以在一定的浓度范围内和一定的火焰宽度，吸光度与试样 中待测元素浓度的关系可表示为：
AK'C
该式就是原子吸光光谱法定量分析的依据。
通过测定峰值吸收系数来计算待测元素的方法称为峰值 吸收法。
实现测量中心吸收系数的条件是：a.入射光线的中心频 率与吸收谱线的中心频率严格相同；b.入射光线的半宽度远 小于吸收谱线的半宽度。因此，必须使用一个与待测元素相 同的元素制成的锐线光源。
实验证实：峰值吸收系数K0在一定条件下，与单位体积 原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
第三章 原子荧光光谱法
3.1 概述 3.2 原理 3.3 原子荧光光谱仪 3.4 定量分析方法及应用
第四章 荧光及磷光光谱法
4.1 原理 4.2 荧光光谱仪 4.3 荧光分析方法 4.4 荧光光谱法在环境监测中的应用 4.5 磷光分析法
第五章 化学发光监测技术
5.1 原理 5.2 化学发光反应的类型 5.3 化学发光监测仪器
原子受外界能量激发，其最外层电子可能跃迁到不同 能级，因而可能有不同的激发态。
电子由基态到第一激发态跃迁吸收谱线称共振吸收线。 共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线，原子吸收分析就 是利用处于基态的待测原子蒸气，对从光源发射出的待测 元素的共振线的吸收而进行定量分析。
(3) 积分吸收与峰值吸收
原子蒸气所吸收的全部能量称积分吸收。在实际测量中， 因吸收谱线的宽度非常窄，需分辨率很高的分光仪，所以积 分吸收不能准确地测得。
环境监测为环境管理服务应遵循的原则： ①及时性：
解决及时性：一是建立一个高效能的监测网络，理顺环 境监测的组织关系；二是建立完善的数据报告制度，有一个 十分流畅的信息通道，做到纵横有序，传递自如；三是有一 个能满足管理要求的数据加工处理能力；四是有一个规范化 的监测成果表达形式。
②针对性：即着重抓好环境要素和污染源监视性监测。 ③准确性：一是数据准确，二是结论准确。 ④科学性：一是监测数据和资料的科学性，二是综合分析数
据资料方法的科学性，三是关于环境问题结论的科学性。
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§3 环境监测技术现状与对策
3.1 建通过分析方法的研究，筛选出能在全国推广 的较成熟和先进的方法；将选出的方法经多个实验室验 证，形成统一的方法。
分析方法的研究和筛选原则是：
⑴应有良好的准确性、精密性； ⑵应有良好的灵 敏度； ⑶方法所用仪器、试剂易得，便于推广；