本书以现代仪器分析的基本原理、仪器功能及环境应用为出发点，系统介绍了原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、激光拉曼光谱法、分子荧光光谱法、荧光定量PCR法、电位分析法、库仑和电解分析法、气相色谱法、液相色谱法、核磁共振波谱法、质谱法等现代仪器分析技术及其在环境领域中的应用，突出了分析解决问题和应用能力的培养。 本书是在长期教学实践的基础上，参考近年来出版的国内外仪器分析教材并结合部分老师、参编人员的教学实践和科研成果编写而成的，具有较强的系统性和针对性，可作为高等学校环境科学与工程、市政工程、生态工程及相关专业本科生、研究生教材，也可作为从事环境分析及监测等的科研人员和管理人员的参考书。

第一章 绪论 001 一、环境仪器分析的发展过程 001 二、环境仪器分析的分类 002 三、环境仪器分析的发展趋势 003 第二章 原子发射光谱法 004 第一节 原子发射光谱法概述 004 第二节 原子发射光谱法的基本原理 005 一、原子发射光谱的产生 005 二、能级图 006 三、谱线强度 007 四、谱线的自吸与自蚀 008 第三节 原子发射光谱仪 008 一、激发光源 009 二、分光系统 012 三、进样装置 012 四、检测器 013 第四节 光谱分析方法 013 一、定性分析方法 013 二、定量分析方法 014 第五节 原子发射光谱法在环境分析中的应用 016 一、空气和废气颗粒物中的金属元素 016 二、电感耦合等离子体发射光谱法测定水中重金属 018 课后习题 020 第三章 原子吸收光谱法 022 第一节 原子吸收光谱法的基本原理 022 一、原子吸收光谱法概述 022 二、原子吸收光谱法的产生 023 三、基态原子数与激发态原子数的关系 023 四、谱线轮廓和谱线变宽 024 五、测量原子吸收光谱的方法 025 第二节 原子吸收光谱仪 027 一、光源 028 二、原子化器 029 三、单色器 033 四、检测器 033 第三节 原子吸收光谱的干扰及其消除 033 一、物理干扰 033 二、化学干扰 033 三、电离干扰 034 四、光谱干扰 034 五、背景干扰 034 第四节 分析方法 035 一、测量条件的选择 035 二、分析方法 036 三、灵敏度 037 四、检出限 038 第五节 原子吸收光谱法的分析应用 039 一、火焰原子吸收分光光度法对水中铅的测定 039 二、冷原子吸收分光光度法测定水中的总汞 040 课后习题 042 第四章 原子荧光光谱法 045 第一节 原子荧光光谱仪的基本原理 045 一、原子荧光光谱法概述 045 二、原子荧光的类型 046 三、荧光强度 047 四、量子效率与荧光猝灭 048 第二节 原子荧光光谱仪 048 一、原子荧光光谱仪的构成部件 048 二、多元素原子荧光分析仪 049 第三节 原子荧光光谱法的分析应用 049 一、原子荧光法测定土壤中的总汞 049 二、原子荧光法对水中砷、汞、硒的测定 051 课后习题 053 第五章 X 射线荧光光谱法 054 第一节 X 射线和X 射线光谱 054 一、初级X 射线 054 二、连续光谱和特征光谱 055 三、X 射线的吸收、散射和衍射 056 第二节 X 射线荧光分析 057 一、X 射线荧光的产生 057 二、Auger 效应和荧光产额 057 三、定性分析和定量分析 058 第三节 X 射线荧光光谱仪 060 一、波长色散型X 射线荧光光谱仪 060 二、能量色散型X 射线荧光光谱仪 063 第四节 X 射线荧光光谱的分析应用 064 一、能量色散型X 射线荧光光谱法测定环境空气颗粒物中的无机元素 064 二、波长色散型X 射线荧光光谱法测定土壤中的各类金属元素 065 课后习题 066 第六章 紫外-可见吸收光谱法 068 第一节 紫外-可见吸收光谱的基本原理 068 一、分子吸收光谱的形成 068 二、朗伯-比尔定律 070 三、吸光度的加和性 071 四、偏离朗伯-比尔定律的原因 072 第二节 化合物的紫外-可见光谱 074 一、有机化合物的紫外-可见光谱 074 二、紫外-可见光谱的吸收带 076 三、无机化合物的紫外-可见光谱 077 第三节 影响紫外-可见光谱的因素 077 一、共轭效应 078 二、立体化学效应 078 三、溶剂效应 078 四、体系pH 值 079 五、取代基 079 第四节 紫外-可见分光光度计 079 一、仪器主要组成部件 079 二、紫外-可见分光光度计的类型 080 第五节 紫外-可见光度法分析方法 082 一、定性分析 082 二、构型和构象分析 083 三、定量分析 083 第六节 紫外-可见分光光度法在环境分析中的应用 088 一、紫外光度法测定环境空气中的臭氧 088 二、分光光度法对水中总氮、总磷的测定 090 课后习题 091 第七章 红外光谱与拉曼光谱法 093 第一节 概述 093 一、红外光区及吸收曲线 093 二、红外吸收光谱法的特点 093 第二节 基本原理 094 一、产生红外吸收的条件 094 二、双原子分子的振动 094 三、多原子分子的振动 096 四、振动自由度 097 第三节 红外光谱与分子结构的关系 098 一、基团频率区 099 二、指纹区 101 三、影响红外吸收基团频率的因素 101 第四节 红外光谱仪103 一、色散型红外光谱仪 103 二、Fourier 变换红外光谱仪 104 第五节 试样的处理和制备 105 一、试样的要求 105 二、试样的制备方法 106 第六节 拉曼光谱法 106 一、激光拉曼光谱的基本原理 107 二、表面增强拉曼光谱 110 三、激光拉曼光谱仪 111 四、拉曼光谱的特点 112 第七节 红外吸收光谱和拉曼光谱在环境分析中的应用 113 一、燃烧氧化-非分散红外法测定土壤中的有机碳 113 二、表面增强拉曼光谱在增速剂方面的分析应用 114 三、红外光谱法与拉曼光谱法对未知化合物的测定 118 课后习题 119 第八章 分子荧光与实时荧光定量PCR 法 121 第一节 分子荧光光谱法 121 一、分子荧光光谱的产生 121 二、分子荧光光谱的性质 124 三、溶液的荧光强度 127 四、荧光光谱仪 130 五、分子荧光光谱法的特点 131 第二节 实时荧光定量PCR 法 131 一、传统定量PCR 方法简介 131 二、定量原理 133 三、实时荧光定量PCR 仪 137 四、实时荧光定量PCR 的实验设计和体系优化 137 第三节 分子荧光光谱法在环境分析中的应用 139 一、荧光光度法测定水中的石油类 139 二、实时荧光定量PCR 测定偶氮还原酶基因 141 课后习题 144 第九章 电位分析法 145 第一节 电分析方法基础 145 一、电化学电池 145 二、电位与测量 147 第二节 电极电位分析150 一、离子选择性电极的种类 151 二、离子选择性电极的特性 157 第三节 直接电位法和电位滴定法 159 一、直接电位法 159 二、电位滴定法 160 第四节 电位分析法的环境应用 162 一、电极法测定土壤的电导率 162 二、滤膜采样/氟离子选择电极法测定环境空气中的氟化物 163 课后习题 165 第十章 电解和库仑分析法 167 第一节 电解分析法 167 一、基本原理 167 二、控制电位电解分析法 169 三、恒电流电解分析法 170 第二节 库仑分析法 170 一、恒电位库仑分析法 171 二、恒电流库仑分析法 173 第三节 电解和库仑分析法在环境分析中的应用 173 一、库仑分析法对化学需氧量(COD)的测定 173 二、电化学探头法测定水中的溶解氧 174 三、定电位电解法测定固定污染源废气中的二氧化硫 175 课后习题 176 第十一章 色谱法基本理论 178 第一节 色谱法概述 178 一、色谱法简介 178 二、色谱法的分类 179 三、色谱分析法的特点 180 第二节 色谱分析的基本术语 180 一、色谱流出曲线及有关术语 180 二、色谱流出曲线的数学描述 184 第三节 色谱基本理论 185 一、塔板理论 185 二、速率理论 189 三、H-u 曲线和最佳流速 192 四、分离度 192 第四节 色谱法在环境分析中的应用 195 一、离子色谱法测定环境空气颗粒物中的水溶性阳离子(Li+ 、Na+ 、NH+K+ 、Ca2+ 、Mg2+ ) 195 二、离子色谱法测定水中的无机阴离子(氟化物、氯化物、硝酸盐和硫酸盐) 199 课后习题 200 第十二章 气相色谱法 202 第一节 气相色谱仪 202 一、气相色谱仪的分析流程 202 二、气相色谱仪的结构 202 第二节 气相色谱固定相 205 一、气固色谱固定相 205 二、气液色谱固定相 206 第三节 定性及定量分析 211 一、分离条件的选择 211 二、定性分析 212 三、定量分析 214 第四节 气相色谱法在环境分析中的应用 218 一、气相色谱法测定水质中的亚硝胺类化合物 218 二、气相色谱法测定空气中的非甲烷总烃 220 课后习题 222 第十三章 高效液相色谱法 224 第一节 高效液相色谱法的分类及原理 225 一、液液分配色谱法 225 二、液固吸附色谱法 226 三、化学键合相色谱法 226 四、离子交换色谱法 228 五、离子色谱法 229 六、离子对色谱法 229 七、尺寸排阻色谱法230 八、亲和色谱法 231 第二节 高效液相色谱固定相和流动相 231 一、高效液相色谱固定相 231 二、液相色谱流动相 234 第三节 高效液相色谱仪及其应用 235 一、高压输液系统 235 二、进样系统 236 三、分离系统——色谱柱 236 四、检测系统——检测器 236 五、高效液相色谱在环境分析中的应用 237 第四节 毛细管电泳 241 一、毛细管电泳的基本原理 241 二、毛细管电泳的迁移时间 242 三、毛细管电泳仪 242 课后习题 243 第十四章 核磁共振波谱法 246 第一节 核磁共振的基本原理 246 一、原子核的自旋运动 246 二、原子核自旋的取向和能级 247 三、原子核的自旋弛豫 249 第二节 核磁共振的关键参数 251 一、化学位移 251 二、影响化学位移的因素 252 三、自旋耦合及自旋分裂 254 四、耦合常数 256 第三节 核磁共振波谱仪 257 一、核磁共振波谱仪基本构成 257 二、Fourier 变换NMR 谱仪 259 第四节 核磁共振波谱法的应用 260 课后习题 262 第十五章 质谱法 264 第一节 质谱仪 264 一、质谱仪的工作原理 264 二、质谱仪的分类 265 三、质谱仪的基本构成 265 第二节 质谱图分析 271 一、质谱图相关术语 271 二、离子断裂规律 273 三、裂解反应 274 第三节 有机化合物的质谱断裂规律 277 一、重要有机化合物的断裂规律 277 二、质谱图解析 285 第四节 质谱法在环境分析中的应用 286 一、顶空/气相色谱-质谱法测定水中的挥发性有机物 286 二、气相色谱-质谱法测定水中的酚类化合物 287 课后习题 289 参考文献 290