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| 編輯推薦： |
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本教材紧密联系环境科学与工程领域研究内容多样化的特征，根据实际需求重新构架梳理内容，重在实用性；以研究案例为重点，侧重数据的解析和应用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力；通过案例展示了我国目前处于前沿的科学研究，有利于增强学生的科研自信，提升科研兴趣。
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| 內容簡介： |
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《现代环境仪器分析和应用》全书分为两篇，共十六章。第一篇现代环境仪器分析技术，包括十章，主要介绍现代环境污染特征和对仪器分析能力的要求、领域热点及其对仪器分析的需求，环境样品前处理技术，色谱分析及其应用，质谱分析理论及其色谱联用技术，光谱分析技术与应用，表面分析方法，电化学分析法及其应用，分子生物学技术及其应用，环境自动监测技术，突发环境事件应急监测技术。第二篇现代环境仪器分析技术的应用，包括六章，综合介绍了目前环境领域经典研究对象和仪器分析技术的应用，包括消毒副产物研究、微塑料的分析检测、高级氧化反应机制研究、吸附/催化材料性质分析研究、废水生物处理研究、沉积物/土壤微生物燃料电池研究。本书可作为资源环境科学、环境工程、环境科学、化学、化学工程与工艺、海洋科学等相关专业的本科生和研究生教材，也可供对环境研究感兴趣的广大读者阅读参考。
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| 關於作者： |
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翟洪艳，工学博士（香港科技大学土木工程专业），天津大学环境科学与工程学院博士研究生导师，天津大学北洋青年学者。连续五年承担本科生专业基础课“环境分析监测”、研究生核心课程“现代环境监测理论与仪器分析”的教学，是课程“环境分析监测”的教学组主要成员，负责相关课程校级教改项目3项，参加6项。主要从事水质安全和控制技术、环境功能微生物研究。承担了国家青年基金和面上项目各一项、参与国家重点研发、水专项等多个项目，承担多项企业委托地方水源保护和处理技术，研究成果在国内外发表论文30余篇，申请、授权专利多项。
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| 目錄：
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第一篇 现代环境仪器分析技术1
第一章 导论2
1.1 现代环境污染特征和对仪器分析能力的要求2
1.2 现代环境科学与工程领域热点及其对仪器分析的需求3
1.2.1 新污染物及其分析仪器3
1.2.2 环境治理中功能材料的开发及其分析仪器3
1.2.3 现代分子生物学技术的应用及其分析仪器4
1.2.4 大数据和AI时代的互联网 智慧监测5
课后习题5
第二章 环境样品前处理技术6
2.1 分离富集的评价参数6
2.2 分析化学中常见的预处理分离方法6
2.3 水中痕量物质的分离富集方法——萃取分离法7
2.3.1 液液萃取8
2.3.2 索氏提取9
2.3.3 超临界流体萃取10
2.3.4 固相萃取10
2.3.5 固相微萃取12
2.3.6 其他液固萃取13
2.4 气体或挥发性污染物的分离富集方法13
2.4.1 低温蒸馏法13
2.4.2 吸附法13
2.4.3 吸收法13
2.4.4 膜分离法13
2.4.5 热解吸（热脱附）法14
2.4.6 气体萃取法14
2.5 衍生化技术15
2.6 前处理技术的应用案例15
课后习题15
第三章 色谱分析及其应用16
3.1 色谱分析导论16
3.1.1 色谱的基本概念和常用术语16
3.1.2 色谱法的基本理论17
3.2 气相色谱法19
3.2.1 气相色谱仪器组成19
3.2.2 气相色谱的定量分析方法21
3.3 液相色谱法23
3.3.1 液相色谱仪器组成和分类23
3.3.2 高效/超高效液相色谱仪器组成和分类26
3.4 色谱法的应用案例27
课后习题30
第四章 质谱分析理论及其色谱联用技术31
4.1 质谱法和质谱仪导论31
4.1.1 质谱分析常用术语31
4.1.2 离子源32
4.1.3 质量分析器34
4.1.4 质谱扫描模式38
4.2 色谱-质谱联用技术39
4.2.1 气相色谱-质谱联用（GC-MS）39
4.2.2 液相色谱-质谱联用（LC-MS）40
4.3 质谱及其联用技术的应用案例41
课后习题42
第五章 光谱分析技术与应用43
5.1 光谱分析导论43
5.1.1 光的基本性质和光谱分析法分类43
5.1.2 吸收和发射光谱法的定量原理44
5.2 原子吸收光谱法44
5.2.1 原子吸收光谱概述44
5.2.2 原子吸收分光光度计45
5.2.3 原子吸收分光光度法定量分析46
5.2.4 原子吸收光谱法在环境分析监测中的应用47
5.3 原子发射光谱法48
5.3.1 电感耦合等离子体发射光谱法48
5.3.2 电感耦合等离子体-质谱法49
5.3.3 原子发射光谱法在环境分析监测中的应用49
5.4 紫外-可见分光光度法50
5.4.1 基本原理50
5.4.2 紫外-可见分光光度计51
5.4.3 紫外-可见分光光度法定量分析51
5.4.4 紫外-可见吸收光谱法应用案例51
5.5 分子荧光和磷光光谱法52
5.5.1 基本原理52
5.5.2 荧光发射52
5.5.3 荧光光谱法在环境分析监测中的应用53
5.5.4 磷光发射54
5.5.5 磷光光谱法在环境分析监测中的应用54
5.6 红外吸收光谱法54
5.6.1 傅里叶变换红外光谱仪55
5.6.2 红外光谱的功能56
5.6.3 红外吸收光谱法在环境分析监测中的应用56
5.7 激光拉曼光谱法57
5.7.1 拉曼散射原理57
5.7.2 表面增强拉曼光谱技术58
5.7.3 激光共振拉曼光谱技术58
5.7.4 共聚焦显微拉曼光谱仪58
5.7.5 针尖增强拉曼光谱技术59
5.7.6 拉曼成像技术59
5.7.7 拉曼光谱在环境分析方面的应用59
5.8 X射线衍射法59
5.8.1 X射线衍射（XRD）原理59
5.8.2 X射线衍射法的主要应用60
5.9 核磁共振技术60
5.9.1 核磁共振（NMR）原理60
5.9.2 核磁共振技术在环境分析监测中的应用61
5.10 光谱分析技术的应用案例61
课后习题61
第六章 表面分析方法62
6.1 表面分析导论62
6.2 光子探针技术63
6.2.1 X射线光电子能谱及其在环境分析中的应用63
6.2.2 紫外光电子光谱法及其在环境分析中的应用64
6.3 电子探针技术66
6.3.1 电子微探针法66
6.3.2 电子显微镜技术66
6.3.3 扫描电子显微镜法及其在环境分析中的应用66
6.3.4 透射电子显微镜及其在环境分析中的应用67
6.3.5 俄歇电子能谱法及其在环境分析中的应用69
6.4 表面分析方法的应用案例69
课后习题69
第七章 电化学分析法及其应用70
7.1 电化学分析法概述70
7.2 电导分析法70
7.3 电位分析法70
7.4 电重量分析法和库仑分析法71
7.5 极谱分析法和伏安法73
7.6 应用案例75
课后习题75
第八章 分子生物学技术及其应用76
8.1 现代分子生物学技术概述76
8.1.1 生物信息学77
8.1.2 环境基因组学概述77
8.2 环境领域研究中常用的现代分子生物学技术78
8.2.1 核酸杂交技术78
8.2.2 基因微阵列技术79
8.2.3 PCR技术79
8.2.4 高通量测序技术81
8.2.5 基于环境基因组学的测序分析82
8.2.6 重组DNA技术（基因工程）83
8.3 分子生物学在环境工程领域的应用84
8.3.1 污泥样本的微生物种群结构研究84
8.3.2 重组DNA技术构建难降解有机物的高效降解菌85
8.4 应用案例86
课后习题86
第九章 环境自动监测技术87
9.1 环境自动监测网络的发展87
9.2 自动监测系统介绍88
9.3 水质连续自动监测88
9.3.1 水质自动监测分析技术88
9.3.2 水质自动监测设备和技术89
9.4 环境空气质量在线监测92
9.4.1 环境空气质量自动分析技术92
9.4.2 环境空气质量自动监测技术93
9.5 生物化学传感器96
9.6 遥感监测技术97
9.6.1 遥感技术概述97
9.6.2 遥感技术的特征97
9.6.3 遥感技术应用97
9.7 应用案例及拓展阅读99
课后习题102
第十章 突发环境事件应急监测技术103
10.1 突发环境事件的特征与危害103
10.2 突发环境事件应急监测103
10.2.1 突发环境事件应急监测作用103
10.2.2 环境事件应急监测的基本要求104
10.3 应急监测方案的制订104
10.4 应急监测技术105
10.5 突发环境事件应急监测技术规范介绍106
课后习题108
第二篇 现代环境仪器分析技术的应用109
第十一章 消毒副产物研究110
11.1 消毒副产物概述110
11.2 消毒副产物的定量分析技术111
11.3 TOX分析技术113
11.4 新DBPs的鉴定案例1——MX的老故事114
11.5 新DBPs的鉴定案例2——母离子扫描114
第十二章 水体中微塑料的分析检测117
12.1 微塑料的定义与分类117
12.2 水体中微塑料样品的采集与分离117
12.3 水体中微塑料样品的分析检测方法118
第十三章 高级氧化反应机制研究123
13.1 高级氧化技术概述123
13.2 过硫酸盐高级氧化技术123
13.2.1 活性物种的种类与性质124
13.2.2 活性物种的生成机制124
13.3 高级氧化反应中活性物种的研究检测方法126
第十四章 吸附/催化材料性质分析研究129
14.1 概述129
14.1.1 吸附作用129
14.1.2 催化作用129
14.1.3 吸附与催化的关系130
14.2 催化剂的表征130
14.2.1 催化剂物理性质的表征130
14.2.2 催化剂化学性质的表征132
14.3 案例拓展阅读132
第十五章 废水生物处理研究133
15.1 废水生物处理概述133
15.2 微生物形态检测技术133
15.3 微生物活性检测技术135
15.4 微生物群落检测技术136
15.5 案例拓展阅读137
第十六章 沉积物/土壤微生物燃料电池研究138
16.1 土壤微生物电化学系统概述138
16.2 土壤微生物电化学系统研究中的分析技术139
16.2.1 电化学性能分析139
16.2.2 电极材料的表征140
16.3 案例拓展阅读141
参考文献142
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| 內容試閱：
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生态环境是人类赖以生存和发展的基础 ，现代环境科学与工程学科研究领域高度交叉 ，研究角度丰富多样 ，研究技术出现高度的专业化、分工化的特点 ，因此对现代仪器分析技术的依赖和要求都越来越高。随着科技的进步 ，高灵敏度、高准确率、高分析效率的仪器分析已经成为监测环境污染物的重要手段。时代在飞快发展 ，科技日新月异 ，现代仪器分析技术也在不断更新 ，各类技术的应用范围不断扩大 ，因而需要培养掌握最新技术、具备推动技术发展能力的新时代环境工作者。正因为如此 ，很多高校都将现代仪器分析课程作为环境学科教学的核心课程 ，为此我们组织编写了本教材。
本书是天津大学环境工程一流专业学科建设成果教材。本教材紧密联系环境科学与工程领域研究内容多样化的特征 ，根据实际需求重新构架梳理内容 ，重在实用性 ;以研究案例为重点 ，侧重数据的解析和应用方法 ，培养学生分析问题和解决问题的能力 ;通过案例展示了我国目前处于前沿的科学研究 ，有利于增强学生的科研自信 ，提升科研兴趣。
本教材适用于资源环境科学、环境工程、环境科学、化学、化学工程与工艺、海洋科学等相关专业的本科生和研究生 ，以及对环境研究感兴趣的广大读者。
本书由翟洪艳、李茹莹、赵迎新任主编 ，王如梦、赵金娟任副主编。具体分工如下 :第一、二、三、四、九、十、十一章 ，由翟洪艳、陈婷、崔文杰、李欣宇、罗文璟、张良玉、殷熙睿编写 ，翟洪艳负责审查、整理和修改 ;第五、六、十四、十五章 ，由赵迎新、刘一诺、李晨曦、万慧林编写 ，赵迎新负责审查、整理和修改 ;第七、八、十六章 ，由李茹莹、李振、孙世佳、高卉鑫编写 ，李茹莹负责审查、整理和修改 ;第十二、十三章 ，由王如梦负责编写、整理和修改。翟洪艳、赵金娟、王如梦负责全书的审查、整理 ，罗嘉铖负责数字资源材料整理和编辑。
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。
本书获得天津大学 “研究生创新人才培养 ”项目资助。
由于编者水平有限 ，书中难免有不足之处 ，欢迎读者批评指正 ，特表谢意。
编者
2024年11月于北洋园
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