环境监测与仪器分析实验

生态环境是人类赖以生存和发展的基础。近年来全球水体、土壤、大气、固体废物环境污染问题频发，因环境问题而引发的生态风险和公众健康问题日益受到重视。“十三五”期间，以生态文明思想为指导的污染防治攻坚战全面开展，我国生态环境质量总体改善，环境空气质量改善成果进一步巩固，水环境质量持续改善，土壤环境风险得到基本管控。尽管取得了显著成效，但我国的环境保护工作形势依然严峻。灵敏高效的环境监测是环境保护的重要基础，准确可靠的监测数据是环境管理部门制定政策规章、规划计划和进行综合决策的重要依据。现代仪器分析技术具

生态环境是人类赖以生存和发展的基础。近年来全球水体、土壤、大气、固体废物环境污染问题频发，因环境问题而引发的生态风险和公众健康问题日益受到重视。“十三五”期间，以生态文明思想为指导的污染防治攻坚战全面开展，我国生态环境质量总体改善，环境空气质量改善成果进一步巩固，水环境质量持续改善，土壤环境风险得到基本管控。

尽管取得了显著成效，但我国的环境保护工作形势依然严峻。灵敏高效的环境监测是环境保护的重要基础，准确可靠的监测数据是环境管理部门制定政策规章、规划计划和进行综合决策的重要依据。现代仪器分析技术具有高灵敏度、高准确率、高分析效率的特点，已经成为监测环境污染物的重要手段。随着科技的进步，环境监测理念、技术与装置不断更新，这也对环保工作者的知识技能更新提出了更高的要求。高校承担着培养环境保护专业人才的重要任务。环境监测实验和现代仪器分析实验作为环境学科教学的核心课程，是连接环境监测理论与实践的桥梁，也是本科生获得基础实验技能、培养科研兴趣的重要途径。此外，面对日趋复杂的环境污染问题，如何培养学生使之具备分析不同污染物和根据不同监测目的设计环境监测方案、选择适宜的仪器分析技术的能力，由“操作员”成长为“设计师”“研究者”，也成为环境监测实验课程教学面临的新挑战。为应对上述挑战，我们组织编写了本教材。

本书是南开大学环境科学一流本科专业建设成果教材，共包括28个实验，内容既覆盖样品前处理、滴定、比色、化学需氧量测定、溶解氧分析、噪声监测等环境监测经典实验，又包括环境介质中典型新型污染物监测的前沿性综合性实验，并对环境监测工作中涉及的大型仪器分析技术如液相色谱、原子吸收分光光度法、傅里叶变换红外光谱法等进行了较为全面的介绍。本书力求兼顾对学生基本实验技能的训练以及对常用大型仪器使用技能的传授。结合信息化时代的特点和优势，教材中还补充了关键实验操作和设备使用方法的演示视频，希望通过对多媒体新型教材建设的探索创新，为提高环境监测实验课程教学质量，不断培育出既具有环境监测综合实践能力，又对污染监测前沿领域具有兴趣和敏感性的环境保护领域专业人才贡献力量。

本书编写分工如下：实验一、二、六、十由汪磊执笔，实验三、四、七、八、十一由汪玉执笔，实验五、九、十二、十三、十四、十五由王婷执笔，实验十六、十八由刘庆龙执笔，实验十七由杨丽萍执笔，实验十九由陈翠红执笔，实验二十由宋晓静执笔，实验二十一、二十三由王雁南执笔，实验二十二、二十五由唐雪娇执笔，实验二十四由卢媛执笔，实验二十六、二十七由姚青倩执笔，实验二十八由崔玉晓执笔。实验一至十五的视频拍摄由王平、王婷组织实施，实验十六至二十八的视频拍摄由陈翠红组织实施。由汪磊、陈翠红、王婷、卢媛负责全书统稿。

本书参考了国内外环境监测与仪器分析及相关领域的众多资料及科研成果，在此向有关作者致以诚挚的谢意。

由于编者水平有限，书中难免有不足之处，敬请广大读者批评指正。

编者

2022年7月

《环境监测与仪器分析实验》共包含28个实验，其中前15个实验主要介绍不同环境介质中各类常规污染物的监测方案和技术，后13个实验主要介绍环境监测和检测中的大型分析仪器应用方法。针对水体、土壤、大气、固体废物等主要环境监测对象，介绍了相关大型仪器的原理和应用，努力兼顾基本实验操作训练和前沿性的综合实验设计，旨在增强学生对环境监测及其涉及的大型仪器基础知识和实践的认知，培养学生的环境监测研究方案设计与综合实践能力。本书可作为高等学校环境及相关专业本科生环境监测实验、环境仪器分析实验课程的教材，还可供从事环境监测、仪器分析等工作的技术人员参考。

《环境监测与仪器分析实验》共包含28个实验，其中前15个实验主要介绍不同环境介质中各类常规污染物的监测方案和技术，后13个实验主要介绍环境监测和检测中的大型分析仪器应用方法。针对水体、土壤、大气、固体废物等主要环境监测对象，介绍了相关大型仪器的原理和应用，努力兼顾基本实验操作训练和前沿性的综合实验设计，旨在增强学生对环境监测及其涉及的大型仪器基础知识和实践的认知，培养学生的环境监测研究方案设计与综合实践能力。本书可作为高等学校环境及相关专业本科生环境监测实验、环境仪器分析实验课程的教材，还可供从事环境监测、仪器分析等工作的技术人员参考。

汪磊，南开大学环境科学与工程学院，环境科学系主任，教授、博士生导师，国家基金委优青基金项目获得者，环境污染过程与基准”重点实验室副主任。主要研究领域：新型污染物的人体暴露与代谢转化，复合污染的环境毒理效应，以及水、土壤环境中新型污染物的环境行为与新型监测技术。曾获得2019年度国家海洋科技进步二等奖、2019年度天津市科技进步一等奖、2010年度高等学校科学研究优秀成果奖自然科学二等奖“典型化学品复合体系在多介质环境中的污染特征及生态效应”；首届全国环境化学青年奖（2019年）。获得国家基金委优青基金项目、天津市杰青项目，入选天津市中青年创新领军人才、131创新人才第 一层次和南开大学百名青年学科带头人，并担任SCI期刊Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology亚洲副主编、Ecotoxicology and Environmental Safety编委、Environmental Pollution微塑料专刊编委、环境科学学会环境地学分会、环境化学分会委员。主持国家重点研发课题、国家自然科学基金项目、天津市科技重点项目等科研项目10项。发表SCI论文70余篇，其中Environ Sci Technol论文15篇，获得授权发明专利6项。

实验一地表水中对羟基苯甲酸甲酯的固相萃取/液液萃取-液相色谱检测1

实验二城市环境噪声的监测6

实验三分光光度法测定化学需氧量10

实验四大气中氮氧化物的测定——盐酸萘乙二胺分光光度法17

实验五挥发性酚类的测定——4-氨基安替比林分光光度法22

实验六环境样品中微塑料的分离、计数与定性检测27

实验七玻璃电极法和溶解氧分析仪法分别测定水的pH值和溶解氧31

实验八离子选择电极法测定饮用水中的氟37

实验九碘量法测定水中硫化物42

实验十水中壬基酚的被动采样监测45

实验十一铁的比色测定49

实验十二火焰原子吸收分光光度法测定废水中的溶解态的铜54

实验十三傅里叶变换红外光谱法测定生物炭表面官能团组成58

实验十四色谱法测定大气PM2.5中水溶性阴离子62

实验十五环境空气中挥发性有机物的分析测定65

实验十六气质联用仪测定土壤中的多环芳烃71

实验十七液质联用仪分析样品中全氟有机化合物75

实验十八电感耦合等离子体发射光谱法定量测定地表水样品中K、Ca、Na、Mg等金属含量79

实验十九电感耦合等离子体质谱法测定土壤中镉和铅的含量83

实验二十地表水中总有机碳的测定87

实验二十一元素分析仪定量分析植物样品中碳、氢、氮元素含量90

实验二十二自动电位滴定法测定腐殖酸中总酸性基的含量94

实验二十三介孔固体样品比表面积定量分析97

实验二十四基于原位红外光谱法的选择性催化还原过程研究100

实验二十五CdS/TiO2粉末和TiO2粉末的紫外-可见漫反射光谱测定105

实验二十六X射线衍射仪定性分析晶态化合物的物相108

实验二十七基于原子力显微镜的石墨烯微观形貌表征及数据分析112

实验二十八激光扫描共聚焦显微镜测定植物细胞的三维立体结构116

《环境监测与仪器分析实验》共包含28个实验，其中前15个实验主要介绍不同环境介质中各类常规污染物的监测方案和技术，后13个实验主要介绍环境监测和检测中的大型分析仪器应用方法。针对水体、土壤、大气、固体废物等主要环境监测对象，介绍了相关大型仪器的原理和应用，努力兼顾基本实验操作训练和前沿性的综合实验设计，旨在增强学生对环境监测及其涉及的大型仪器基础知识和实践的认知，培养学生的环境监测研究方案设计与综合实践能力。本书可作为高等学校环境及相关专业本科生环境监测实验、环境仪器分析实验课程的教材，还可供从事环境监测、仪器分析等工作的技术人员参考。

汪磊，南开大学环境科学与工程学院，环境科学系主任，教授、博士生导师，国家基金委优青基金项目获得者，环境污染过程与基准”重点实验室副主任。主要研究领域：新型污染物的人体暴露与代谢转化，复合污染的环境毒理效应，以及水、土壤环境中新型污染物的环境行为与新型监测技术。曾获得2019年度国家海洋科技进步二等奖、2019年度天津市科技进步一等奖、2010年度高等学校科学研究优秀成果奖自然科学二等奖“典型化学品复合体系在多介质环境中的污染特征及生态效应”；首届全国环境化学青年奖（2019年）。获得国家基金委优青基金项目、天津市杰青项目，入选天津市中青年创新领军人才、131创新人才第 一层次和南开大学百名青年学科带头人，并担任SCI期刊Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology亚洲副主编、Ecotoxicology and Environmental Safety编委、Environmental Pollution微塑料专刊编委、环境科学学会环境地学分会、环境化学分会委员。主持国家重点研发课题、国家自然科学基金项目、天津市科技重点项目等科研项目10项。发表SCI论文70余篇，其中Environ Sci Technol论文15篇，获得授权发明专利6项。

暂无