工作场所中有毒物质检测课件.pptx

1、简简 介介1 检测项目2 大气有毒物简介3 空气收集器以及收集原理4 检测仪器及其仪器工作原理5 总结第1页/共58页1 1 检测项目分类检测项目分类 1 工作场所空气中粉尘：总尘、呼尘、游 离二氧化硅等五项。2 工作场所物理因素：高温、噪声等11项。3 工作场所空气有毒物质：金属化合物、无机化合物、有机化合物共85类。第2页/共58页工作场所空气有毒物质测定分类工作场所空气有毒物质测定分类 1）金属化合物：镉；铜；铅；锰；锡/二氧化锡；锌 2）无机化合物：氮氧化合物（NOx;NH3）;硫化物（SO2;SO3/H2SO4）;碳化合物（CO;CO2）;3）有机化合物：正己烷；溶剂汽油；苯；甲苯；

2、二甲苯；乙苯；苯乙烯；三氯甲烷；四氯化碳；1,2-二氯乙烷；甲醇；异丙醇；正丁醇；甲醛；丙酮；丁酮；乙酸乙酯；乙酸丁酯；第3页/共58页按照检测方法及仪器类型分类按照检测方法及仪器类型分类 现场检测：检气管法、便携式气体分析仪检定法、物理因素的现场检测 实验室检测：称量法、光谱法、色谱法第4页/共58页 根据物质的性质，能否选择他们对应的收集器以及载体？根据被检物质的分类，能否选择他们的检测仪器？第5页/共58页大气中有毒物质介绍大气中有毒物质介绍 大气中污染物质以气态、蒸汽态及某些气溶胶态存在：气态-常温下是气体的有害物质如氯气、一氧化碳；蒸汽态常温下是液体的有害物质如苯、丙酮；气溶胶以液体

3、或固体为分散相，分散在气体介质中的 溶胶物质,如铅尘。采集大气中污染物的原理：物理吸收，化学反应。第6页/共58页气态和蒸气态化学物质的采样方法气态和蒸气态化学物质的采样方法1 直接采样法：如注射器2 动力采样法3 无泵型采样法第7页/共58页气态和蒸气态化学物质的动力采样法气态和蒸气态化学物质的动力采样法收集收集方式方式 1 液体吸收法 2 固体吸附剂管法 3 浸渍滤料法第8页/共58页液体吸收法液体吸收法吸收管吸收管 气泡式吸收管：适用于采集气态和蒸汽态物质，不宜采气溶胶态物质 冲击式吸收管：冲击式吸收管法是利用空气样品中的颗粒以很大的速度冲击到盛有吸收液的管底部，因惯性作用被冲到管底上，

4、再被吸收液洗下。因此必须使用3L/min 的采样流量。主要用于采集粒径较大的气溶胶颗粒 多孔玻板吸收管：雾状待测物一部分在通过多孔玻板时，被弯曲的孔道所阻留进而吸入吸收液中；一部分在通过多孔玻板后，被吸收液中很细的气泡吸收。此法通常不能采集烟尘，因为烟尘颗粒直径很小。第9页/共58页液体吸收法液体吸收法吸收管吸收管第10页/共58页液体吸收法液体吸收法附件附件第11页/共58页液体吸收法液体吸收法优缺点和特点优缺点和特点 优点：适用范围广，可用于各种化学物质的各种状态的采样；采样后，样品往往可以直接进行测定，不需经过样品处理；吸收管可以反复使用，费用小。缺点：吸收管易损坏，携带和使用不方便；不

5、适用于个体采样和长时间采样；需要采样动力。注意：采集回来需要当天检测。（直接采样法采集的也是）第12页/共58页固体吸附剂管固体吸附剂管活性炭管活性炭管 属于非极性吸附剂，吸附非极性和弱极性的有机气体和蒸气，吸附容量大，吸附力强。水对活性炭的吸附能力影响不大。(样品可以保存7d)局限性：沸点高于0的各种物质蒸气，常温下可以被有效地吸附；沸点低于-150的物质，如一氧化碳、甲烷等，不能用物理方法吸附。沸点在-1000之间的物质，如氨、乙烯、甲醛、氯化氢、硫化氢等，常温下不能定量吸附。第13页/共58页固体吸附剂管固体吸附剂管硅胶硅胶 一种极性吸附剂，对极性物质有着强烈的吸附作用。可以吸附相当大量

6、的水，以致降低甚至失去它的吸附性 能。所以，硅胶只适宜在较干燥的环境中采样，采样时间不宜过长。在硅胶采样管前，加放一段吸水用的吸附剂（采样回来可存放7d）。第14页/共58页活性炭和硅胶活性炭和硅胶第15页/共58页气溶胶物质的分类气溶胶物质的分类 按气溶胶形成方式和方法的不同，可分成 固态分散性气溶胶 固态凝集性气溶胶 液态分散性气溶胶 液态凝集性气溶胶第16页/共58页气溶胶物质的分类气溶胶物质的分类 按气溶胶存在的形式可分成雾、烟和粉尘。烟：烟属于固态凝集性气溶胶，同时含有固态和液态两种粒子的凝聚性气溶胶也称为烟。如铅烟、铜烟等。烟的粒径通常比雾小，在1m 以下。粉尘：能够较长时间悬浮于

7、空气中的固体微粒。粉尘属于固态分散性气溶胶，如铅尘等。尘的粒径范围较大，从1m到数10m。雾：分散在空气中的液体微滴，多由蒸气冷凝或液体喷散形成（液态分散性气溶胶或液态凝集性气溶胶）。雾的粒径通常较大，在10m 上下。第17页/共58页气溶胶态化学物质的动力收集方法气溶胶态化学物质的动力收集方法 滤料采样法 冲击式吸收管法 多孔玻板吸收管法第18页/共58页滤料采样法滤料采样法 微孔滤膜 超细玻璃纤维滤纸 过氯乙烯滤膜（又称测尘滤膜）慢速定量滤纸第19页/共58页滤料采样法中滤膜滤料采样法中滤膜第20页/共58页 选择合适的滤料，采集金属性烟尘首选微孔滤膜，测尘滤膜用过氯乙烯滤膜 为什么第21

8、页/共58页 采集原理：滤料采样法是采集气溶胶有害物质的主要采样方法，是利用气溶胶颗粒在滤料上发生直接阻截、惯性碰撞、扩散沉降、静电吸引和重力沉降等作用，采集在滤料上。微孔滤膜：其孔隙细而均匀，孔径范围为0.11.2m，用于工作场所空气中气溶胶采集的常为0.8m 孔径。它的灰分低，即金属元素的含量很微，很适宜于采集和测定金属性气溶胶。超细玻璃纤维滤纸：由许多很细的而且较均匀的超细玻璃纤维重叠而成，有的加一定量的粘合剂，形成不规则而较细的孔隙。它的厚度较厚，一般小于1mm。以直接阻截、惯性碰撞和扩散沉降，几乎没有静电吸引多用于有机气溶胶的采集。第22页/共58页 过氯乙烯滤膜（又称测尘滤膜）：由

9、过氯乙烯纤维互相重叠而成，它的纤维较细，介于慢速定量滤纸和超细玻璃纤 维滤纸之间，构成许多大小不等形状不规则的孔隙，孔径较细而均匀，膜厚一般在0.1mm 左右。采集气溶胶的机理几乎包括了所有滤料采集颗粒的作用，特别是静电吸引较其他滤料更为显著。主要用于采样流量大的金属样品采集。慢速定量滤纸：最早用于气溶胶态毒物采样的滤料。是由许多粗细不等的纯净的天然纤维互相重叠而成，形成大小和形状都不规则的孔隙。它的厚度一般小于0.25mm。滤纸采集气溶胶的机理主要是直接阻截、惯性碰撞和扩散沉降。第23页/共58页2 2 仪器检测方法的分类仪器检测方法的分类 光学分析法：主要根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质

10、与电磁辐射的相互作用来进行分析的。辐射的吸收：分光光度法、原子吸收法等；辐射的发射：发射光谱法、荧光光谱法等；色谱法：是一种分离技术，借混合物在两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术。两相：固定相和流动相 分类：气相色谱法、液相色谱法。第24页/共58页2.1 2.1 气相色谱法气相色谱法 气相色谱法工作原理：使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的为固定相（色谱柱里的物质）；另外一相是携带混合物流过此固定相的为流动相（氮气）；流动相到固定相，混合物和固定相作用，由于各组分在性质和结构上的差异，就会出现在各组分在固定相中滞留不同的时间，达到分离的效果。根据色谱流出曲线上得到的每个

11、峰的保留时间，可以进行定性分析，根据峰面积或峰高的大小，可以进行定量分析。第25页/共58页 第26页/共58页气相色谱仪常见检测器气相色谱仪常见检测器 检测器有氢焰离子化检测器（FID）：能检测绝大多数含碳有机物的通用型检测器，灵敏度高，响应快；热导检测器（TCD）：对无机、有机物都有响应，线性范围宽，但灵敏度较低；电子捕获检测器（ECD）：只对具有电负性的物质有响应，灵敏度高，选择性好，但线性范围较窄；火焰光度检测器（FPD）：又称硫磷检测器，只对含硫、磷的化合物有响应，灵敏度高，选择性好。第27页/共58页气相色谱法检测的特点气相色谱法检测的特点 优点：分离效能高；选择性高；样品用量少；

12、灵敏度高；应用范围广；分析操作简便、分析快速。局限性：没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照时，不能从分离峰给出定性结果，需要与质谱连用才能达到定性目的。不适用于沸点高于450的难挥发物质和热定性差的物质分析。第28页/共58页第29页/共58页有机化合物性质有机化合物性质沸点.wps第30页/共58页有机化合物分析步骤有机化合物分析步骤样品（活性炭管或者硅胶管）用溶剂解析出待测物上机检测第31页/共58页工作场所空气中有机化合物工作场所空气中有机化合物 现场常用采样方法为固体吸附剂法和无泵型采样法，只有个别物质用液体吸收法（例如：酰胺类化合物、异氰酸酯类化合物等）、直接采样法（液化石油气

13、等）。有机样品采集应用最广的采样介质是使用活性炭作为吸附剂的活性炭管和使用硅胶作为吸附剂的硅胶管 影响采样效果的因素包括采样效率、解吸效率和穿透容量。第32页/共58页工作场所空气中有机化合物工作场所空气中有机化合物 采样效率是指能够被采样仪器采集到的待测物量占通过该采样仪器空气中待测物总量的百分数(90%)。解吸效率指被解吸下来的待测物量占固体吸附剂上吸附的待测物总量的百分数，最好90%，不得75%。穿透容量是指当通过固体吸附剂管的空气中待测物量达到原空气中待测物量的5%时，固体吸附剂所吸附的待测物量。影响因素：待测物的极性、扩散系数、化学活性等；吸附剂的性质；采样流量；气温和湿度。第33页

14、/共58页2.2 2.2 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法原理：空心阴极灯作为发射光，经火焰原子化器产生的样品蒸气中的待测元素基态原子所吸收。通过测定特征辐射光被吸收的大小，计算出待测元素的含量。*空心阴极灯：提供待测元素的特征谱线。第34页/共58页第35页/共58页原子化器原子化器火焰原子化器：由喷雾器、雾化室和燃烧器三分组成。常用的火焰是：乙炔-空气火焰：燃烧稳定，重现性好，噪声低，燃烧速度适中，温度足够高，对大多数元素有足够的灵敏度。氢-空气火焰：燃烧速度较乙炔-空气火焰快，但温度较低，背景发射较弱，透射性能好。乙炔-氧化亚氮火焰：火焰温度最高，而燃烧速度并不快。

15、第36页/共58页原子化器原子化器石墨炉原子化器：由加热电源、保护气控制系统和石墨管状炉组成。优点优点：可控制温度，原子化率高；气态原子停留时间长；样品消耗小；灵敏度高，尤其适用于难挥发、难原子化元素和微量样品的分析。缺点缺点：精密度较火焰法差，基体影响大，干扰较复杂，操作不够简便。低温原子化器：利用某些元素本身或元素的氢化物在低温下的易挥发性，将其导入气体流动吸收池内进行原子化。该法设备简单，操作方便，干扰少，灵敏度高，是定量分析汞的好方法。第37页/共58页原子吸收分光光度法的特点原子吸收分光光度法的特点 优点：检出限低，灵敏度高；分析精度好；选择性好；应用范围广；分析速度快；仪器比较简单

16、。局限性：测定难熔元素不太理想；多元素同时分析 受到限制。第38页/共58页金属化合物性质金属化合物性质 锰Mn:熔点是1246，沸点是2061；活泼金属，易溶于稀酸。氧化物亦然。锌Zn：熔点是419.5，沸点是906；两性物质，可溶于酸，也可溶于碱。氧化物亦是。锡Sn：熔点是231.89，沸点是2260；两性物质，可溶于酸，也可溶于碱。氧化物不行。氧化锡SnO2:熔点是1630，沸点1800。呈强酸性，溶于熔融强碱。第39页/共58页金属化合物性质金属化合物性质镉Cd：熔点是321.07，沸点是767；溶于酸，不溶于强碱，其氧化物亦可。铜Cu:熔点是1083.4，沸点是2567；是不活泼金属

17、，可易与硝酸，热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解，其氧化物亦可。铅Pb：熔点是327.46，沸点是1749；是不活泼的重金属，溶于强酸。注意：不和浓硝酸反应。氧化物亦然。第40页/共58页金属化合物一般检测步骤金属化合物一般检测步骤样品（滤膜）加强酸消解/加强碱高温下消解溶液呈离子状态，定容/显色。上机检测/比色第41页/共58页2.3 2.3 分光光度法分光光度法 原理：单色光辐射穿过被测物质溶液时，被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度（光路长度）成正比，其关系如下式：A=-lg(I/I。)=-lgT=kLc 郎伯-比尔定律 光线照射物质时遵循以下规律：入射光=反射光+透射光+吸收光+散射光

18、第42页/共58页第43页/共58页分光光度法的特点及其适用范围分光光度法的特点及其适用范围 灵敏度较高：1%-0.001%微量物质。准确度较高：相对误差2%-5%。适用于大部分无机离子和许多有机化合物。操作简便、快速、仪器价格适中、用途广。第44页/共58页无机化合物性质及分析方法无机化合物性质及分析方法 氮氧化合物-盐酸萘乙二胺分光光度法：氧化氮-空气中的一氧化氮通过三氧化铬氧化管成二氧化氮；吸收于水中成亚硝酸，与显色物质反应成玫瑰红色；氨-纳氏试剂分光光度法:空气中氨用弱酸吸收，碱性溶液，氨与纳氏试剂显色为黄色；甲醛-酚试剂分光光度法：空气中甲醛用水吸收，之后与试剂显色为蓝色；二氧化硫-

19、盐酸副玫瑰苯胺分光光度法：用甲醛缓冲液采集，用氢氧化钠释放，与试剂显色为红色；硫酸盐/三氧化硫：用微孔滤膜采集，与氯化钡成沉淀反应。注意：二氧化锡-栎精分光光度法：用微孔滤膜采集，与试剂反应成黄色。第45页/共58页总结总结第46页/共58页总结总结工作场所有毒有害物质检测方法.xls第47页/共58页第48页/共58页第49页/共58页液体吸收法液体吸收法吸收管吸收管 气泡式吸收管：适用于采集气态和蒸汽态物质，不宜采气溶胶态物质 冲击式吸收管：冲击式吸收管法是利用空气样品中的颗粒以很大的速度冲击到盛有吸收液的管底部，因惯性作用被冲到管底上，再被吸收液洗下。因此必须使用3L/min 的采样流量

20、。主要用于采集粒径较大的气溶胶颗粒 多孔玻板吸收管：雾状待测物一部分在通过多孔玻板时，被弯曲的孔道所阻留进而吸入吸收液中；一部分在通过多孔玻板后，被吸收液中很细的气泡吸收。此法通常不能采集烟尘，因为烟尘颗粒直径很小。第50页/共58页液体吸收法液体吸收法优缺点和特点优缺点和特点 优点：适用范围广，可用于各种化学物质的各种状态的采样；采样后，样品往往可以直接进行测定，不需经过样品处理；吸收管可以反复使用，费用小。缺点：吸收管易损坏，携带和使用不方便；不适用于个体采样和长时间采样；需要采样动力。注意：采集回来需要当天检测。（直接采样法采集的也是）第51页/共58页滤料采样法中滤膜滤料采样法中滤膜第

21、52页/共58页 选择合适的滤料，采集金属性烟尘首选微孔滤膜，测尘滤膜用过氯乙烯滤膜 为什么第53页/共58页 第54页/共58页有机化合物分析步骤有机化合物分析步骤样品（活性炭管或者硅胶管）用溶剂解析出待测物上机检测第55页/共58页2.3 2.3 分光光度法分光光度法 原理：单色光辐射穿过被测物质溶液时，被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度（光路长度）成正比，其关系如下式：A=-lg(I/I。)=-lgT=kLc 郎伯-比尔定律 光线照射物质时遵循以下规律：入射光=反射光+透射光+吸收光+散射光第56页/共58页无机化合物性质及分析方法无机化合物性质及分析方法 氮氧化合物-盐酸萘乙二胺分光光度法：氧化氮-空气中的一氧化氮通过三氧化铬氧化管成二氧化氮；吸收于水中成亚硝酸，与显色物质反应成玫瑰红色；氨-纳氏试剂分光光度法:空气中氨用弱酸吸收，碱性溶液，氨与纳氏试剂显色为黄色；甲醛-酚试剂分光光度法：空气中甲醛用水吸收，之后与试剂显色为蓝色；二氧化硫-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法：用甲醛缓冲液采集，用氢氧化钠释放，与试剂显色为红色；硫酸盐/三氧化硫：用微孔滤膜采集，与氯化钡成沉淀反应。注意：二氧化锡-栎精分光光度法：用微孔滤膜采集，与试剂反应成黄色。第57页/共58页谢谢您的欣赏！第58页/共58页