王曉雪 吳八一

（1內(nèi)蒙古大學(xué) 內(nèi)蒙古呼和浩特 010021 2阿拉善盟環(huán)境監(jiān)測(cè)站 內(nèi)蒙古阿拉善 750306）

分析化學(xué)法對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

王曉雪1,2吳八一2

（1內(nèi)蒙古大學(xué) 內(nèi)蒙古呼和浩特 010021 2阿拉善盟環(huán)境監(jiān)測(cè)站 內(nèi)蒙古阿拉善 750306）

隨著環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到了前所未有的發(fā)展。目前，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中的分析方法有很多，這些方法都有各自的應(yīng)用范圍。為了進(jìn)一步提高分析方法的利用率，保證分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本文就分析化學(xué)法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

分析化學(xué)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；方法

當(dāng)今社會(huì)，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，要想有效的控制中環(huán)境污染問(wèn)題，就需要適當(dāng)?shù)姆治龇椒▽?duì)環(huán)境中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，以尋求解決方法。分析化學(xué)法是現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)中比較常用的一種方法，具有很大的優(yōu)越性，因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用就是指通過(guò)研究運(yùn)用現(xiàn)代的化學(xué)科學(xué)技術(shù)及一些分析方法，對(duì)環(huán)境中的一些污染物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，并且檢測(cè)出這些污染物質(zhì)的成分和含量，是環(huán)境化學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)環(huán)境保護(hù)起著非常重要的作用。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)中分析化學(xué)的特點(diǎn)

環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境分析工作是開(kāi)展環(huán)境科學(xué)研究的首要工作，具有以下特點(diǎn)。第一，在研究范圍上具有廣泛性。環(huán)境監(jiān)測(cè)中分析化學(xué)能夠在大氣、水、土壤等各個(gè)生態(tài)環(huán)境中的各種環(huán)境污染物的分布、形態(tài)、反應(yīng)、歸宿以及循環(huán)等進(jìn)行應(yīng)用。第二，在研究對(duì)象上具有復(fù)雜性。因?yàn)榄h(huán)境中的許多污染物都不是單獨(dú)存在的，而是多種物質(zhì)的混合物。有些物質(zhì)還會(huì)相互影響，相互干擾，甚至生成新的化合物，使環(huán)境監(jiān)測(cè)的分析工作變得更加復(fù)雜。第三，因?yàn)榄h(huán)境中許多的污染物都是痕量存在的，因此一般的分析檢測(cè)方法很難檢測(cè)出來(lái)，就對(duì)分析方法的靈敏度、選擇性等提出了更高的要求。第四，因?yàn)榄h(huán)境中有毒污染物成分復(fù)雜，有許多異構(gòu)體，因此簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法無(wú)法準(zhǔn)確的檢測(cè)它們的毒性，這就需要多種檢測(cè)方法進(jìn)行聯(lián)合使用才能夠達(dá)到更好的檢測(cè)效果。第五，還有一些污染物很容易隨環(huán)境的變化而變化，同時(shí)易受到自然條件的影響，例如溫度、濕度等等。因此環(huán)境監(jiān)測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，只有長(zhǎng)期對(duì)環(huán)境中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)出環(huán)境污染的程度及其危害性。

2 我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法體系的現(xiàn)狀

我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)已經(jīng)有了三十多年的發(fā)展，初步建立了環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法體系框架。但是，由于我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作越來(lái)越深入，監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，再加上監(jiān)測(cè)形式不斷改變，因此有必要進(jìn)一步提高和完善我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法體系。目前，各地環(huán)境監(jiān)測(cè)部門已經(jīng)具備一定的技術(shù)能力，可以對(duì)各地區(qū)進(jìn)行科學(xué)、全面的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，為環(huán)境管理部門順利開(kāi)展環(huán)境污染源監(jiān)督管理以及排污收費(fèi)等提供可靠的依據(jù)。但是，我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法體系還存在許多的不足，需要進(jìn)一步采取措施，彌補(bǔ)這些不足。首先，我國(guó)檢測(cè)參數(shù)還存在一定的缺口，不能夠滿足日益發(fā)展的環(huán)境監(jiān)測(cè)要求。因此，需要開(kāi)發(fā)一些新項(xiàng)目和新方法，培養(yǎng)更多專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)人才，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施配套，以此彌補(bǔ)其存在的不足。其次，我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法有待于進(jìn)一步完善，尤其是水環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，需要進(jìn)一步進(jìn)行完善，以全面準(zhǔn)確的反應(yīng)出水環(huán)境的質(zhì)量狀況。再次，我國(guó)對(duì)于空氣監(jiān)測(cè)還沿用多年的常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，已經(jīng)不適用于當(dāng)代的大氣污染狀況，因此需要增加新的必測(cè)項(xiàng)目，以完善我國(guó)的大氣監(jiān)測(cè)工作。最后對(duì)已噪聲檢測(cè)技術(shù)和規(guī)范也需要不斷進(jìn)行完善。

3 分析化學(xué)法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 重量法

重量分析法是將試樣中的待測(cè)組分通過(guò)一定的方法進(jìn)行直接分離或者轉(zhuǎn)化成具有一定組成的物質(zhì)后再與其他組分分離，利用分析天平對(duì)其重量進(jìn)行檢測(cè)，再根據(jù)重量算出試測(cè)定待測(cè)組分的含量等分析方法。重量分析法所需要的儀器非常簡(jiǎn)單，有分析天平就可完成操作。重量分析法適合對(duì)中、高濃度的樣品組分進(jìn)行測(cè)定，對(duì)于微量或痕量元素的測(cè)定并不適用。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)當(dāng)中，重量法常被用做對(duì)水中殘?jiān)腋∥镆约坝皖惖鹊臏y(cè)定，在大氣監(jiān)測(cè)中常被用作空氣中總懸浮微粒等的測(cè)定。

3.2 滴定分析法

滴定分析法是用準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到含有待測(cè)物的溶液中進(jìn)行反映，根據(jù)消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和濃度計(jì)算被監(jiān)測(cè)物質(zhì)的含量的一種分析方法。滴定分析法可以根據(jù)反應(yīng)類型分為酸堿滴定法、沉淀滴定法、絡(luò)合滴定法和氧化還原滴定法。酸堿滴定法的理論基礎(chǔ)是酸堿反應(yīng)，通常利用酸堿指示劑的變色指示反應(yīng)終點(diǎn)。酸堿滴定法中常用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有草酸、碳酸鈉等等。絡(luò)合滴定法的基礎(chǔ)理論是穩(wěn)定絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)去判定絡(luò)合反應(yīng)的進(jìn)行。一般利用金屬指示劑的顯色判斷反應(yīng)的終點(diǎn)。但是絡(luò)合滴定法存在的反應(yīng)誤差比較大，因?yàn)橐恍┙j(luò)合劑能夠與多種金屬發(fā)生反應(yīng)而顯色，因此提高絡(luò)合滴定法的選擇性是絡(luò)合滴定法的重點(diǎn)。測(cè)定水的總硬度主要是利用此類滴定方法。沉淀滴定法的基礎(chǔ)反應(yīng)是沉淀反應(yīng)，但是應(yīng)用范圍比較狹窄，主要是因?yàn)槌恋淼味ǚǖ味ńK點(diǎn)不易確定。氧化還原反應(yīng)是化學(xué)四大基本反應(yīng)類型之一，同時(shí)也是氧化還原滴定法的理論基礎(chǔ)。氧化還原滴定法一般用來(lái)測(cè)定一些具有氧化性或者還原性質(zhì)的物質(zhì)的含量，例如有高錳酸鉀法、溴酸鹽法、重鉻酸鉀法等等。氧化還原法中需要經(jīng)?？紤]反應(yīng)過(guò)程中的副反應(yīng)以及反應(yīng)條件對(duì)滴定結(jié)果的影響，反應(yīng)過(guò)程也比較復(fù)雜，因此使用也是受到很大的限制。

3.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法是一種能夠?qū)ξ镔|(zhì)進(jìn)行定量或者定性分析的方法，具有高準(zhǔn)確性和靈敏度，因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)中有很廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為環(huán)境常規(guī)監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)分析方法的重要臺(tái)柱。首先，在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中，高校液相色譜法有很廣泛的應(yīng)用，能夠?qū)Υ髿庵卸喾N復(fù)雜成分進(jìn)行同步測(cè)定。石利利等利用高校液相色譜法對(duì)環(huán)境污染空氣中的甲磺隆的含量進(jìn)行了測(cè)定并取得了不錯(cuò)的效果。戴天有等通過(guò)利用高校液相色譜法對(duì)廢氣中十多種醛酮污染物進(jìn)行了測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的回收率高于百分之九十，其線性工作范圍為5-300ng，最低檢出限為1-5ng。高校液相色譜法測(cè)定甲醛含量較酚試劑法更準(zhǔn)確，靈敏度更高，而且無(wú)干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好。除此之外，高效液相色譜法還能夠?qū)Χ喾N烴類物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，并取得良好的效果。其次，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，也離不開(kāi)高效液相色譜法。很多學(xué)者對(duì)高效液相色譜法在水資源監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用做了大量的研究，研究表明，高效液相色譜法能夠?qū)λh(huán)境中的硝基苯、多環(huán)芳烴、酚類、苯胺、重金屬元素等多種物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，且具有檢出限低，線性范圍廣，回收率高的特性。最后，在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中，高效液相色譜法也有很重要的應(yīng)用，能夠?qū)ν寥乐械挠袡C(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染物、重金屬污染物等多種物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。孫福生等人利用固相萃取清洗、濃縮、分離、超聲波萃取土壤中的十六種多環(huán)芳烴，之后通過(guò)反相高效液相色譜分離，分別測(cè)定了這十六種多環(huán)芳烴的含量。高效液相色譜法靈敏度高、分辨率高、重現(xiàn)性好、特異性強(qiáng)，因此其應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，但是其設(shè)備昂貴，測(cè)定成本相對(duì)較高，因此還無(wú)法適應(yīng)大批量樣本快速篩查的需要。因此需要對(duì)此方法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，以拓寬其未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域。

3.4 離子色譜技術(shù)

離子色譜法是針對(duì)離子和離子型化合物的精密分析方法，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中水質(zhì)、大氣、土壤和生態(tài)方面有很廣泛的應(yīng)用。水質(zhì)監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)中非常重要的組成部分。離子色譜能夠?qū)Φ叵滤?、飲用水、生活污水、工業(yè)廢水等樣品中的無(wú)機(jī)陰、陽(yáng)離子和有機(jī)酸進(jìn)行測(cè)定。利用離子色譜法進(jìn)行測(cè)定之前，需要對(duì)樣品進(jìn)行稀釋或過(guò)濾等簡(jiǎn)單的預(yù)處理，否則會(huì)影響到測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。離子色譜法能夠同時(shí)測(cè)定多種組分，而且所用的試劑均為無(wú)毒試劑，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成二次污染。離子色譜法測(cè)定的檢出限很低，一般在毫克范圍，并且具有很高的準(zhǔn)確性和較小的相對(duì)誤差。其次，離子色譜在大氣監(jiān)測(cè)中也有很廣泛的應(yīng)用，例如檢測(cè)大氣中的 F-、Br-、Cl-、CO2、SO2、CN-、Na+、K+、NH4+、Mg2+、甲胺、乙胺、甲醛、二甲胺等等。但是離子色譜法不能夠直接對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，需要提前將樣品采集后溶解到堿性溶液當(dāng)中之后才能夠測(cè)定。最后，離子色譜法在土壤生物體污染監(jiān)測(cè)中也有很廣泛的應(yīng)用，能夠?qū)Χ喾N陰離子和陽(yáng)離子進(jìn)行測(cè)定。盡管離子色譜法解決了許多傳統(tǒng)分析方法不能解決的難題，但是由于該方法分析的準(zhǔn)確性受樣品預(yù)處理方法的影響較大，因此需要根據(jù)不同的分析目的，針對(duì)不同樣品選擇不同的樣品處理方法，從而提高分析的準(zhǔn)確性。

3.5 熒光光度法

熒光光度法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、取樣量少、方便快捷、能提供較多物理參數(shù)等特點(diǎn)。利用熒光光度法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，必須根據(jù)試樣的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)臒晒夥磻?yīng)類型和操作條件。在選擇熒光試劑時(shí)，要選擇那些自身沒(méi)有熒光并且能夠與待測(cè)成分定量反應(yīng)生成具有強(qiáng)熒光效應(yīng)的物質(zhì)。在考慮應(yīng)該熒光分析的條件時(shí)，要考慮溫度、pH值、試劑用量、熒光化合物穩(wěn)定性等多種因素的影響。目前使用的熒光分析儀有目測(cè)熒光計(jì)、光電熒光計(jì)和熒光分光光度計(jì)等，但是目測(cè)熒光計(jì)已經(jīng)被淘汰。熒光分析法在對(duì)環(huán)境中的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物的測(cè)定上都有廣泛的應(yīng)用。熒光分析法能夠測(cè)定有機(jī)污染物中的多環(huán)芳烴、石油類化合物、醛類、醇類、酮類、酚類、胺類等多種有機(jī)物進(jìn)行測(cè)定，均取得了較好的效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，熒光分析法還能夠?qū)ζ呤鍌€(gè)無(wú)機(jī)元素進(jìn)行微量和超微量分析。

3.6 等離子體發(fā)射光譜

近些年，等離子體發(fā)射光譜法發(fā)展的很快，已經(jīng)在清潔水基體成分、廢水中金屬及底質(zhì)、生物樣品中元素的同時(shí)測(cè)定中有了很大的應(yīng)用。等離子發(fā)射色譜靈敏度和準(zhǔn)確度高，并且有很高的測(cè)定效率，一次進(jìn)樣能夠測(cè)定10-30個(gè)元素。目前，等離子色譜法同質(zhì)譜聯(lián)用的方法顯示出了更好的優(yōu)勢(shì)，比單純的等離子色譜法要高2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，尤其是在同時(shí)測(cè)定一百以上的元素時(shí)，其靈敏度高，檢出限低的優(yōu)勢(shì)會(huì)有更大的發(fā)揮。在日本，已經(jīng)將等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜法列為測(cè)定水中Cr6+、Cu、Pb、Cd的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。

4 分析化學(xué)法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的發(fā)展趨勢(shì)

隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，分析化學(xué)法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用會(huì)朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展。首先，分析方法更具標(biāo)準(zhǔn)化。只有更加標(biāo)準(zhǔn)的分析方法，才能夠?yàn)榄h(huán)境評(píng)價(jià)和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的制定和執(zhí)行提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。其次，分析技術(shù)會(huì)向著連續(xù)自動(dòng)化的方向發(fā)展，從而節(jié)省更多的人力物力，為在線檢測(cè)提供更多的方便。再次，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)一定會(huì)在環(huán)境分析化學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用，從而極大的提高分析能力和研究水平。目前許多實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)將儀器與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)進(jìn)行控制，并對(duì)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和分析，為實(shí)驗(yàn)者帶來(lái)極大的方便。最后，多種方法和儀器的聯(lián)合使用也是將來(lái)環(huán)境分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)之一。多種儀器聯(lián)用能夠發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，解決一些復(fù)雜的難題，更好的提高分析效果并且及時(shí)給出分析結(jié)果。

5 結(jié)語(yǔ)

在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)用的分析化學(xué)方法有很多種，具有不同的使用范圍。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視程度的提高，人們對(duì)優(yōu)美宜居環(huán)境的渴求越來(lái)越大，可見(jiàn)研究并發(fā)展更多更準(zhǔn)確，靈敏度更高，更加方便的檢測(cè)技術(shù)是未來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展的重要方向之一。

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