环境监测 2.6.1金属化合物的测定一 - 金属化合物的测定一

（一）分光光度法
1. 原理：利用物质的分子对不同波长的光具有选择性 的吸收作用而建立起来的一种分析方法。
★光的性质：光是一种电磁波，按波长不同分为三个 光区：
10nm ——— 400nm ——— 780nm ——— 300μM
紫外光区
可见光区
红外光区
紫外分光光度法 分光光度法 红外分光光度法
在可见光区，波长不同呈现不同的颜色
定量方法---标准曲线法
Ax Cx
2、分光光度计的基本结构
光源
单色器
样品室
检测器
显示
（1）光源
可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳
定性、较长的使用寿命。
可见光区：钨灯作
为光源，其辐射波长范
围在320～2500 nm。
紫外区：氢、氘灯。 发射185～400 nm的连续 光谱。
红外光区：红外灯
★光的吸收曲线：物质的吸光度随波长的变化曲线。 每种物质都有其特征的吸收曲线和吸收波长 吸收曲线的讨论：
①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光
度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax
λmax
②不同浓度的同一种物质，
其吸收曲线形状相似λmax不
变。而对于不同物质，它们的
吸收曲线形状和λmax则不同。
Hg2+; Cd2+; Pb2+; As5+; Cr6+; Zn2+; Ni2+; Ca2+; Mg2+ • 重金属离子有很强的环境毒性，是《污染物综合排放标准
》GB8978-1996界定的一类污染物；
汞中毒---水俣病事件
日本水俣镇 氮肥公司排放的含汞废水，形成甲基汞。 汞在海水、底泥和鱼类中富集，经过食物链使人 中毒。 最先发病的是爱吃鱼的猫，被称为“猫舞蹈症”。 1956年，出现了与猫的症状相似的病人。 1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人， 其中1004人死亡。
样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池 架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区 须采用石英池，可见区一般用玻璃池，红外光区（岩盐 ，氯化银） 。
（4）检测器
利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信 号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。
（5）结果显示记录系统
检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理
《环境监测》
第六节 金属化合物的测定-1
金属化合物的特性
• 存在状态：单质与化合物 • 金属性（还原性）:容易失去电子，形成阳离子 • 不同价态离子与不同类型非金属性离子结合形成各种化合
物，产生环境中金属的不同形态 • 在环境中不会降解，以不同的价态和形态存在并相互转换
如：Hg ; Hg2CL2 ;HgSO4 ; Hg(CH3)2 • 环境中重要的金属离子：
③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物 质定性分析的依据之一
★定性、定量依据： 定性依据：最大吸收波长的位置、吸收峰数目和吸
收曲线的形状 方法：对用待测物的标样配制溶液进行波长扫描，
记录吸收曲线。——常用紫外和红外吸收曲线 定量依据：吸光度与浓度呈正比—做标准曲线
吸光度 A = - lgT = abc = εbc
（2）单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任 一波长单色光的光学系统。
①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或反射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；
④聚焦装置：透镜 或凹面反射镜，将分 光后所得单色光聚焦 至出射狭缝；
⑤出射ຫໍສະໝຸດ Baidu缝。
（3）样品室
★物质对光的吸收：不同物质因其分子结构不同， 它所吸收光的波长、数目及形状也不同（定性依据） ★光的吸收定律：朗伯—比耳定律当一束平行的单
色光通过均匀溶液时,溶液对光的吸收程度(吸光度)
与溶液的浓度和液层厚度的乘积呈正比。（定量依 据）
吸光度 A = - lgT = abc = εbc=Kc T-透过率； ε-摩尔吸光系数；b-液层厚度(cm)； c-溶液中吸光物质浓度(mol/L)
镉中毒---骨痛病事件
日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水 废水在河流中积累了重金属“镉”。 食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。 病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。
镉中毒---骨痛病事件
一、金属监测中常用仪器分析方法
√（紫外-可见）分光光度法——分子吸收 √ 原子吸收分光光度法 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES） 极谱分析法（阳极溶出伏安法） 电位分析法
3、测定条件的选择
• 反应条件：显色反应和显色条件 M + L = ML
M待测物，L 显色剂，ML有色化合物 显色条件选择：显色剂用量；pH；温度； 显色时间；溶剂；干扰消除
• 测量条件 入射波长—吸收曲线 吸光度范围—0.1~0.7（通过调节溶液浓度、比 色皿厚度实现） 参比溶液—（调节仪器零点，消除比色皿壁和 溶剂对光的吸收和反射） 常用：蒸馏水、试剂空白、样品空白、掩蔽 待测组分