环境监测(奚立旦)第四版课后习题答案

环境监测作业第二章2.答：监测方案的制定：收集基础资料；监测断面和采样点的布设；采样时间和采样频率的确定；采样及监测技术的选择；结果表达、质量保证及实施计划。河流的监测断面应至少布设三个监测断面，对照断面、控制断面和削减断面。（1）对照断面：布设在排污口的上游，了解流入监测河段前的水体水质状况。（2）控制断面：一般布设在排污口的下游500—1000米处，了解污染源对河段水质的影响。（3）削减断面：布设在城市或工业区最后一个排污口下游1500米以外处，了解河段的自净能力。采样点的布设数量应根据水宽、水深和有无间温层等具体条件确定。当水面宽≤50m时，只设一条中泓垂线；水面宽50～100m时，左右近岸有明显水流处各设一条垂线；水面宽＞100m时，设左、右、中三条垂线，如证明断面水质均匀时，可仅设中泓垂线。在一条垂线上，当水深≤5m时，只在水面下0.5m处设一个采样点；水深不足1m时，在1/2水深处设采样点；水深5～10m时，在水面下0.5m和河底以上0.5m处各设一个采样点；水深＞10m时，设三个采样点，即水面下0.5m处、河底以上0.5m处及1/2水深处各设一个采样点。4.答：（1）冷藏，（2）冷冻，（3）加入保存剂（①加入生物抑制剂②调节pH值③加入氧化剂或还原剂）例：冷藏、冷冻：易挥发、易分解物质的分析测定。测定氨氮、硝酸盐氮、化学需氧量的水样可加入而氯化汞，抑制生物的氧化还原作用。测定金属离子可调节PH值，防止金属的水解。测定金属汞，可加入硝酸氧化剂，保持汞的高价态。5．答：环境水样所含的组分复杂，并且多数污染组分含量低，存在形态各异，所以在分析测定之前需要预处理，使欲测组分适合测定方法要求的形态、浓度并消除共存组分的干扰。水样的消解：当测定含有机物水样的无机元素时，需进行水样的消解，目的是破坏有机物，溶解悬浮性固体，将各种价态的无机元素氧化成单一的高价态。消解后的水样应清澈、透明、无沉淀。富集与分离：水样中的待测组分低于测定方法的下限时，必须进行富集或浓缩；共存组分的干扰时，必须采取分离或掩蔽措施。6．答：预处理方案：取一份水样，加适量的硫酸和5%的高锰酸钾溶液，混均加热煮沸、冷却，滴加盐酸羟胺溶液破坏过量的高锰酸钾，加适量的EDTA掩蔽铜等共存离子的干扰，再加入双硫腙试剂，可以测定汞。另取一份水样，加硫酸和硝酸溶液消解后，分成几份，分别加新亚铜灵试剂，用分光光度法测铜的含量；加双硫腙试剂用分光光度法测铅的含量。另取一份水样，在酸性条件下进行常压蒸馏，蒸馏液用氨基安替吡林分光光度法测定酚8.答：用4—氨基安替比林分光光度法测定水样中的挥发酚时，如果含量低，则经预蒸馏分离后，需再用三氯甲烷萃取。用气相色谱法测定六六六、DDT时，需用石油醚萃取。用分光光度法测定水样中测定水样中的金属离子时，可用三氯甲烷从水中萃取后测定。10.答：色度：去除悬浮物后水的颜色的反映指标浊度：反映水中不溶性物质对光线偷果实阻碍程度的指标透明度：反映水体可见程度的指标。区别与联系：色度是由水中溶解物质所引起的，而浊度则是由于水中不溶物质所引起的。所以，有的水样色度很高但是并不浑浊，反之亦然。透明度是与水的颜色和浊度两者综合影响有关的水质指标。16.答：不同点：原子化系统设备不同。优缺点：石墨炉原子化效率高，可大大提高测定的灵敏度；但比火焰原子化系统的精密度低。18.答：在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色络合物，于540nm进行比色测定，可以测定六价铬。在酸性溶液中，将三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解，然后加入二苯碳酰二肼显色，于540nm进行比色测定。可测定总铬。19.答：原理的不同：被测元素与显色剂生成有色物质，再用分光光度仪测吸光度；而原子吸收分光光度法是被测元素原子化后，吸收来自光源的特征光，测其吸光度。仪器的不同：原子化系统、吸收池的不同。测定对象的不同：金属、非金属、有机物均可测定；而原子吸收分光光度法主要是金属元素的测定。24.答：电导检测器；分离柱填充低容量阴离子交换树脂R—N+HCO3—抑制柱填充强酸性阳离子交换树脂RSO3—H+洗提液用0.0024mol/L碳酸钠和0.003mol/L的碳酸氢钠。27.答：水样中加入次溴酸钠，将氨及铵盐氧化成亚硝酸盐，再加入盐酸和乙醇溶液，则亚硝酸盐迅速分解生成二氧化氮，用空气载入气相分子吸收光谱仪，测量该气体对锌阴极灯发射的213.9nm特征波长光的吸光度，与标准二氧化氮的吸光度比较，可测出氨氮的浓度。水样中加入柠檬酸和乙醇，将水样中的亚硝酸分解生成二氧化氮，其余测定方法同上。水样中加入盐酸，于70度下，用还原剂反应分解生成一氧化氮，在214.4nm测吸光度，其余方法同上。29．答：COD：化学需氧量，在一定条件下氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的质量浓度表示。BOD：生化需氧量，在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量，以氧的质量浓度表示。TOD：总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，以氧的质量浓度表示。TOC：总有机碳，以碳的含量表示水体中有机物总量的综合指标，以碳的质量浓度表示。数量关系：对于同一水样几个指标的关系如下：COD与BOD：如果水中非生化降解比例保持不变，二者有关系；若改变，COD可以把非生化降解都氧化，而BOD不行。TOD：能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成简单无机物的需氧量。它比BOD、COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。但它们之间也没有固定的相关关系。有的研究者指出，BOD5/TOD＝0.1-0.6；COD/TOD＝0.5-0.9，具体比值取决于废水的性质。TOD和TOC：其比例关系可粗略判断有机物的种类。对于含碳化合物，因为一个碳原子消耗两个氧原子，即O2/C＝2.67，因此从理论上说，TOD＝2．67TOC。若某水样的TOD／TOC为2.67左右，可认为主要是含碳有机物；若TOD／TOC4.0，则应考虑水中有较大量含S、P的有机物存在；若TOD／TOC＜2.6，就应考虑水样中硝酸盐和亚硝酸盐可能含量较大，它们在高温和催化条件下分解放出氧，使TOD测定呈现负误差。31、答：因氧化剂氧化性不同（在各自的氧化条件下高锰酸盐较重铬酸钾氧化性更强），高锰酸盐指数常被作为地表水受有机物和还原性无机物污染程度的综合指标，化学需氧量反应了水中受还原性物质污染的程度。高锰酸盐指数和化学需氧量是采用不同的氧化剂在各自的氧化条件下测定的，难以找出明显的相关关系。一般来说，重铬酸钾法的氧化率可达90%，而高锰酸钾法的氧化率为50%左右，两者均为将水样中还原性物质完全氧化，因而都只是相对参考数据。37．答方法项目进样方式高效液相色谱法气相色谱法样品制成溶液样品需加热气化或裂解流动相1液体流动相可为离子型、极性、弱极性、非极性溶液，可与被分析样品产生相互作用，并能改善分离的选择性；1气体流动相为惰性气体，不与被分析的样品发生相互作用2气体流动相动力粘度为10-5Pa·s，输送流动相压力仅2液体流动相动力粘度为10-3Pa·s，为0.1~0.5MPa输送流动相压力高达2~20MPa。固定相1分离机理：可依据吸附、分配、筛析、离子交换、亲和等多种原理进行样品分离，可供选用的固定相种类繁多；2色谱柱：固定相粒度大小为1分离机理：依据吸附，分配两种原理进行样品分离，可供选用的固定相种类较多；2色谱柱：固定相粒度大小为0.1~0.5mm；填充柱内径为检测器应用范围仪器组成5~10µm；填充柱内径为3~6mm，柱长10~25cm，柱效为103~104；毛细管柱内径为0.01~0.03mm，柱长5~10m，柱效为104~105；柱温为常温。选择性检测器：UVD，PDAD，FD，ECD通用型检测器：ELSD，RID可分析低分子量低沸点样品；高沸点、中分子、高分子有机化合物（包括非极性、极性）；离子型无机化合物；热不稳定，具有生物活性的生物分子。溶质在液相的扩散系数（10-5cm2·s-1）很小，因此在色谱柱以外的死空间应尽量小，以减少柱外效应对分离效果的影响。1~4mm，柱效为102~103；毛细管柱内径为0.1~0.3mm，柱长10~100m，柱效为103~104，柱温为常温~300℃。通用型检测器：TCD，FID（有机物）选择性检测器：ECD*，FPD，NPD可分析低分子量、低沸点有机化合物；永久性气体；配合程序升温可分析高沸点有机化合物；配合裂解技术可分析高聚物。溶质在气相的扩散系数（10-1cm2/s）大，柱外效应的影响较小，对毛细管气相色谱应尽量减小柱外效应对分离效果的影响其中，UVD——紫外吸收检测器；PDAD——二极管阵列检测器；FD——荧光检测器；ECD——电化学检测器；RID——折光指数检测器；ELSD——蒸汽发散射检测器；TCD——热导池检测器；FID——氢火焰离子化检测器；ECD*——电子捕获检测器；FPD——火焰光度检测器；NPD——氮磷检测器。41．答：①监测项目：氨氮、凯氏氮、总氮②采样方法：自动采样③水样保存方法：冷藏或冷冻保存（放置氮由于化学和生物化学过程转变存在形态）④监测方法：氨氮——纳氏试剂分光光度法；凯氏氮——凯氏法；总氮——过硫酸钾氧化+紫外分光光度法第三章1.空气中的污染物以哪几种形态存在?了解它们的存在形态对监测工作有何意义空气中的污染物质的存在状态是由其自身的理化性质及形成过程决定的；气象条件也起一定的作用。一般将它们分为分子状态污染物和粒子状态污染物两类：（1）分子状态污染物某些物质如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧等沸点都很低，在常温、常压下以气体分子形式分散于大气中。还有些物质如苯、苯酚等，虽然在常温、常压下是液体或固体，但因其挥发性强，故能以蒸汽态进入大气中。（2）粒子状态污染物粒子状态污染物（或颗粒物）是分散在大气中的微小液体和固体颗粒，粒径多在0.01—100μm之间，是一个复杂的非均匀体系。通常根据颗粒物在重力作用下的沉降特性将其分为降尘和飘尘。粒径大于10μm的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘；粒径小于10μm的颗粒物可长期飘浮在大气中，称为飘尘。飘尘具有胶体性质，故又称气溶胶，它易随呼吸进入人体肺脏，在肺泡内积累，并可进入血液输往全身，对人体健康危害大，因此也称可吸入颗粒物（IP）。通常所说的烟（Smoke）、雾（Fog）、灰尘（Dust）也是用来描述飘尘存在形式的。2.已知处于100.3kpa，10摄氏度状况下的空气中二氧化硫浓度为0.000002002换算成标准状况下以mg/m3为单位表示的浓度值解：标准状态下，空气的P=101325Pa；T=25℃；ρ=1.184kg/m3在1m3空气中，由公式：常数，即：得标准状态下体积V=2.0847，解（）（）所以[SO2]=Vρ=1.1843.简要说明制定空气污染监测方案的程序和主要内容一、程序：首先要根据监测目的进行调查研究，收集必要的基础资料，然后经过综合分析，确定监测项目，设计布点网络，选定采样频率、采样方法和监测技术，建立质量保证程序和措施，提出监测结果报告要求及进度计划等。我国制订的《环境监测技术规范》（大气和废气部分）中，规定了大气环境污染监测与污染源监测的目的、布点原则、监测项目、采样方法和监测技术等。二、主要内容：（一）监测目的确定。（1）通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断大气质量是否符合国家制订的大气质量标准，并为编写大气环境质量状况评价报告提供数据。（2）为研究大气质量的变化规律和发展趋势，开展大气污染的预测预报工作提供依据。（3）为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。（二）有关资料的收集。包括（1）污染源分布及排放情况；（2）气象资料；（3）地形资料；（4）土地利用和功能分区情况；（5）人口分布及人群健康情况（三）监测项目。存在于大气中的污染物质多种多样，应根据优先监测的原则，