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摘要：目前全球范圍的大氣、江河、海洋和土壤等環(huán)境的化學(xué)污染正在日益嚴(yán)重地破壞生態(tài)平衡并危及人類的生存與發(fā)展。在追蹤和調(diào)查污染源，弄清污染物種類、數(shù)量及其化學(xué)形態(tài)，研究其毒性、降解、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律，預(yù)測預(yù)報其毒性危害程度以及資源環(huán)境的破壞、管理和修復(fù)等諸多方面，環(huán)境分析化學(xué)正起著日益重要的、不可替代的作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境分析；化學(xué)；發(fā)展趨勢

前言

人們?yōu)榱苏J(rèn)識、評價、改造和控制環(huán)境，必須了解引起環(huán)境質(zhì)量變化的原因，這就要對環(huán)境（包括原生環(huán)境和次生環(huán)境）的各組成部分，特別是對某些危害大的污染物的性質(zhì)、來源、含量及其分布狀態(tài)，進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)測和分析。環(huán)境分析化學(xué)就是研究環(huán)境中污染物的種類、成分以及如何對環(huán)境中化學(xué)污染物進(jìn)行定性分析和定量分析的一個學(xué)科。例如某一區(qū)域環(huán)境受到化學(xué)物質(zhì)污染，首先要查明危害是由何種化學(xué)污染物引起的。為此就須要鑒別污染物，也就是進(jìn)行定性分析。其次，為了說明污染的程度，還需要測定污染物的含量，即進(jìn)行定量分析。

一、環(huán)境分析化學(xué)發(fā)展的顯著性標(biāo)志有如下幾個方面：

一是檢測靈敏度越來越高。檢測靈敏度差不多每18 年提高3個數(shù)量級，痕量分析在20 世紀(jì)90年代達(dá)10-12g，超痕量分析達(dá)10-15；

二是發(fā)展速度快。目前環(huán)境分析化學(xué)已由當(dāng)初分析簡單的元素和組分發(fā)展到復(fù)雜樣品的組成、價態(tài)、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)分析、形態(tài)分析、系統(tǒng)分析、微區(qū)和表面分析；

三是涉及領(lǐng)域廣和使用手段多。環(huán)境分析化學(xué)涉及研究對象廣，污染物含量低，介質(zhì)復(fù)雜，形態(tài)各異，因此分析測定方法必須靈敏、準(zhǔn)確，選擇性高，分析速度快，自動化程度高。環(huán)境分析化學(xué)幾乎涉及了所有現(xiàn)代分析測試的最新技術(shù)，如GC/MS，GC/FTIR，GC/AAS，GC/MIP/AED，HPLC（ESI）/MS，MS/MS，LC/APIMS等。

環(huán)境無機(jī)分析主要包括環(huán)境中金屬污染物的分析方法及其標(biāo)準(zhǔn)化研究、標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的研制、痕量和超痕量分析、形態(tài)分析、自動化分析和聯(lián)用技術(shù)等。環(huán)境中金屬有機(jī)化合物的形態(tài)分析是環(huán)境分析的重要內(nèi)容。研究表明，元素的不同形態(tài)具有不同的毒性特點(diǎn)和化學(xué)特性，并且通過影響生物活性，進(jìn)而影響環(huán)境與人類健康。同時，由于菌類和其他環(huán)境因素的影響，許多金屬元素具有甲基化現(xiàn)象，生成易揮發(fā)的有機(jī)代謝物，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。

二、基本任務(wù)

環(huán)境分析化學(xué)已滲透到整個環(huán)境科學(xué)的各個領(lǐng)域，起著偵察兵的作用。例如20世紀(jì)50年代日本發(fā)生的公害病———痛痛病和水俁病，曾驚動了全世界。為了尋找痛痛病的病因，經(jīng)歷了11年之久。后來環(huán)境分析化學(xué)工作者用光譜檢查出病區(qū)的河水中含有鉛、鎘、砷等有害元素，繼而用元素追蹤的手段，分析病區(qū)的土壤和糧食，發(fā)現(xiàn)鉛、鎘等含量偏高，以后又進(jìn)一步對痛痛病患者的尸骨進(jìn)行光譜定量分析。骨灰中的鋅、鉛、鎘含量高得驚人。為了確定致病因子，又以鋅、鉛、鎘分別摻入飼料喂養(yǎng)動物，在動物身上進(jìn)行元素追蹤分析，配合病理解剖，證實(shí)了鎘對骨質(zhì)的嚴(yán)重危害性，揭開了痛痛病的病因之謎。與此類似，日本漁民的水俁病是汞污染引起的這一事實(shí)，也是通過對元素的追蹤分析確定的。如今，已知癌癥發(fā)病率同環(huán)境污染有關(guān)，但其病因有待環(huán)境分析工作者與其他科學(xué)工作者密切協(xié)作，共同解決。

環(huán)境分析化學(xué)的發(fā)展，不但要應(yīng)用現(xiàn)代分析化學(xué)中的各項新成就（新理論、新方法、新技術(shù)），而且要引進(jìn)近代化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)和其他技術(shù)科學(xué)的最新成就來解決環(huán)境污染分析問題：主要是研究發(fā)展適用于環(huán)境污染分析的新型儀器，特別是自動化儀器；研究新型的分析方法，特別是發(fā)展準(zhǔn)確、可靠、靈敏、選擇性強(qiáng)、快速、簡便的環(huán)境污染分析技術(shù)和新型污染物的分析測試方法；研究制訂環(huán)境污染的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，特別是分析方法的標(biāo)準(zhǔn)化和研制環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

三、發(fā)展趨勢

1、分析方法標(biāo)準(zhǔn)化

這是環(huán)境分析的基礎(chǔ)和中心環(huán)節(jié)。環(huán)境質(zhì)量評價和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的制定和執(zhí)行，都要以環(huán)境分析數(shù)據(jù)作為依據(jù)，因而須要研究制訂一整套的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，以保證分析數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2、分析技術(shù)連續(xù)自動化

環(huán)境分析化學(xué)逐漸由經(jīng)典的化學(xué)分析過渡到儀器分析，由手工操作過渡到連續(xù)自動化的操作。70年代以來，已出現(xiàn)1h可連續(xù)測定數(shù)十個試樣的自動分析儀器，并已正式定為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。目前已采用的有：比色分析、離子選擇性電極、X射線熒光光譜、原子吸收光譜、極譜、氣相色譜、液相色譜、流動注射分析等自動分析方法及相應(yīng)的儀器。特別是流動注射分析法，分析速度可達(dá)1h200 多個試樣，試劑和試樣的消耗量少，儀器的結(jié)構(gòu)簡單，比較容易普及，是近年來發(fā)展較快的方法之一。

3、電子計算機(jī)的應(yīng)用

在環(huán)境分析化學(xué)中應(yīng)用電子計算機(jī)，極大地提高了分析能力和研究水平。在現(xiàn)代化的分析實(shí)驗(yàn)室中，很多分析儀器已采用電子計算機(jī)控制操作程序、處理數(shù)據(jù)和顯示分析結(jié)果，并對各種圖形進(jìn)行解釋。應(yīng)用電子計算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)分析儀器自動化和樣品的連續(xù)測定。如配備有電子計算機(jī)的γ-能譜儀可同時測定幾百個樣品中多種元素，利用傅里葉變換在計算機(jī)上進(jìn)行計算，既可提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確度，又可使核磁共振儀能測得13C訊號，使有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)的測定有了可能，為從分子水平研究環(huán)境污染物引起的生態(tài)學(xué)和生理機(jī)制的有關(guān)問題開拓了前景。

4、多種方法和儀器的聯(lián)合使用

這可以有效地發(fā)揮各種技術(shù)的特長，解決一些復(fù)雜的難題，再配用電子計算機(jī)，更可大大提高分析效果，并能及時給出分析結(jié)果。例如，色譜—質(zhì)譜—計算機(jī)聯(lián)用，能快速測定各種揮發(fā)性有機(jī)物。這種方法已應(yīng)用于廢水的分析，可檢測200種以上的污染物。在環(huán)境污染分析中還常采用火花源質(zhì)譜—電子計算機(jī)聯(lián)用、氣相色譜—微波等離子體發(fā)射光譜聯(lián)用、色譜-紅外光譜聯(lián)用、色譜-原子吸收光譜聯(lián)用、發(fā)射光譜和等離子體源聯(lián)用，以及質(zhì)譜—離子顯微鏡組合而成的直接成象離子分析儀。

5、激光技術(shù)的應(yīng)用

利用激光作為分析化學(xué)的光源已發(fā)展了吸收光譜、拉曼光譜、原子和分子熒光光譜、激光光聲光譜、高分辨率光譜以及其他激光光譜技術(shù)和分析方法。激光分析的特點(diǎn)是高分辨率、高靈敏度、長距離、短時間。隨著激光基礎(chǔ)理論研究的進(jìn)一步發(fā)展，激光技術(shù)必將進(jìn)一步改變環(huán)境分析化學(xué)的面貌。

6、痕量和超痕量分析的研究

環(huán)境科學(xué)研究向縱深發(fā)展，對環(huán)境分析提出的新要求之一就是常須檢測含量低達(dá)10-6 ～ 10-9g（痕量級）和10-9～ 10-12g（超痕量級）的污染物，以及研究制訂出一套能適用于測定存在于大氣、水體、土壤、生物體和食品中痕量和超痕量污染物的分析方法。例如已測定太平洋中心上空空氣中鉛的含量為lppb，南北極則低于0.5ppb。南極洲冰塊中的DDT含量為0.04ppb；雨水中汞的平均含量為0.2ppb；人體中鈾的平均含量為lppb。這些成果是依靠痕量或超痕量分析技術(shù)取得的。加強(qiáng)對新的靈敏度高、選擇性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究，成為今后環(huán)境分析化學(xué)的發(fā)展方向之一。

結(jié)束語

總之，環(huán)境分析化學(xué)幾乎涉及所有現(xiàn)代分析測試的最新技術(shù)。在追蹤和調(diào)查污染源，弄清污染物種類、數(shù)量及其化學(xué)形態(tài)，研究其毒性、降解、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律，預(yù)測預(yù)報其毒性危害程度以及資源環(huán)境的破壞、管理和修復(fù)等諸多方面，環(huán)境分析化學(xué)正起著日益重要的、不可替代的作用。

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