环境化学实验讲义讲课教案

实验一有机物的正辛醇—水分配系数

有机化合物的正辛醇-水分配系数（K ow）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数，它与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子密切相关。通过对某一化合物分配系数的测定，可提供该化合物在环境行为方面许多重要的信息，特别是对于评价有机物在环境中的危险性起着重要作用。测定分配系数的方法有振荡法、产生柱法和高效液相色谱法。

一、实验目的

1、掌握有机物的正辛醇—水分配系数的测定方法；

2、学习使用紫外分光光度计。

二、实验原理

正辛醇—水分配系数是平衡状态下化合物在正辛醇相和水相中浓度的比值，即：

K ow = c o/c w

式中：K ow—分配系数；

c o—平衡时有机化合物在正辛醇相中的浓度；

c w—平衡时有机化合物在水相中的浓度。

本实验采用振荡法使对二甲苯在正辛醇相和水相中达平衡后，进行离心，测定水相中对二甲苯的浓度，由此求得分配系数。

K ow=（c0V0－c w V w）/ c w V w

式中：c0、c w—分别为平衡时有机化合物在正辛醇相和水相中的浓度；

V0、V w—分别为正辛醇相和水相的体积。

三、仪器与试剂

1、仪器

（1）紫外分光光度计

（2）恒温振荡器

（3）离心机

（4）具塞比色管：10mL

（5）玻璃注射器：5mL

（6）容量瓶：5mL，10mL

2、试剂

（1）正辛醇：分析纯

（2）乙醇：95％，分析纯

（3）对二甲苯：分析纯

四、实验内容及步骤

1．标准曲线的绘制

移取1.00mL对二甲苯于10mL容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。取该溶液0.10mL于25mL容量瓶中，再用乙醇稀释至刻度，摇匀，此时浓度为400μL/L。在5只25mL容量瓶中各加入该溶液1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mL，用水稀释至刻度，摇匀。在紫外分光光度计上于波长227nm处，以水为参比，测定吸光度值。利用所测得的标准系列的吸光度值对浓度作图，绘制标准曲线。

2．溶剂的预饱和

将20mL正辛醇与200mL二次蒸馏水在振荡器上振荡24h，使二者相互饱和，静止分层后，两相分离，分别保存备用。

3．平衡时间的确定及分配系数的测定

（1）移取0.40mL对二甲苯于10mL容量瓶中，用上述处理过的被水饱和的正辛醇稀

释至刻度，该溶液浓度为4×104μL/L。

（2）分别移取1.00mL上述溶液于6个10mL具塞比色管中，用上述处理过的被正辛醇饱和的二次水稀释至刻度。盖紧塞子，置于恒温振荡器上，分别振荡0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0h，离心分离，用紫外分光光度计测定水相吸光度。取水样时，为避免正辛醇的污染，可利用带针头的玻璃注射器移取水样。首先在玻璃注射器内吸入部分空气，当注射器通过正辛醇相时，轻轻排出空气，在水相中已吸取足够的溶液时，迅速抽出注射器，卸下针头后，即可获得无正辛醇污染的水相。

五、实验数据处理

1、根据不同时间化合物在水相中的浓度，绘制化合物平衡浓度随时间的变化曲线，由此确定实验所需要的平衡时间。

2、利用达到平衡时化合物在水相中的浓度，计算化合物的正辛醇—水分配系数。

六、思考题

1、正辛醇—水分配系数的测定有何意义？

2、振荡法测定化合物的正辛醇—水分配系数有哪些优缺点？

实验二环境空气中挥发性有机物的污染评价

挥发性有机化合物(V olatile Organic Compounds)是指沸点在50～260℃之间、室温下饱和蒸汽压超过1mmHg的易挥发性化合物，是室内外空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。它主要来自有机化工原料的加工和使用过程，木材、烟草等有机物的不完全燃烧过程，汽车尾气的排放。此外，植物的自然排放物也会产生VOCs。

随着工业迅速发展，建筑物结构发生了较大变化，使得新型建材、保温材料及室内装璜材料被广泛使用；同时各种化妆品、除臭剂、杀虫剂和品种繁多的洗涤剂也大量应用于家庭。其中有机化合物有的可直接挥发，有的可在长期降解过程中释放出低分子有机化合物，由此造成环境空气有机物的污染。由于VOCs的成分复杂，其毒性、刺激性、致癌作用等对人体健康造成较大的影响。因此，研究环境中VOCs的存在、来源、分布规律、迁移转化及其对人体健康的影响一直受到人们的重视，并成为国内外研究的热点。

一、实验目的

1. 了解VOCs的成分、特点。

2. 了解气相色谱法测定环境中VOCs的原理，掌握其基本操作。

二、实验原理

将空气中苯、甲苯、乙苯、二甲苯等挥发性有机化合物吸附在活性炭采样管上，用二硫化碳洗脱后，经色谱柱分离，火焰离子化检测器测定，以保留时间定性，峰高（或峰面积）外标法定量。

本法检出限：苯1.25ng；甲苯1.00ng；二甲苯（包括邻、间、对）及乙苯均为2.50ng。

当采样体积为100L时，最低检出浓度苯为0.005mg/m3；甲苯为0.004 mg/m3；二甲苯（包括邻、间、对）及乙苯均为0.010mg/m3。

三、仪器设备及试剂

1. 仪器

(1) 容量瓶：5mL、100mL。

(2) 移液管：1mL、5mL、10mL、15mL及20ml。

(3) 微量注射器：10μL。

(4) 带火焰离子化检测器（FID）气相色谱仪。

(5) 空气采样器：流量范围0.0～1.0 L/min。

(6) 采样管：取长10cm，内径6mm玻璃管，洗净烘干，每支内装20～50目粒状活性炭0.5g（活性炭应预先在马福炉内经350℃通高纯氮灼烧3h，放冷后备用）分A，B二段，中间用玻璃棉隔开，见图2-1。

图2-1 活性炭吸附采样管

1，2，3 玻璃棉；4，5 粒状活性炭

2. 试剂