王婷婷

（河北省衡水學(xué)院生命科學(xué)系 河北 衡水 053000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)美好生活的向往越來越迫切，這其中就包括對(duì)生活環(huán)境的要求越來越高，環(huán)境問題已成為關(guān)系國計(jì)民生的重大問題之一。環(huán)境監(jiān)測中需要分析的化學(xué)物質(zhì)有其獨(dú)特的性質(zhì)。環(huán)境組分種類繁多，來源廣泛，包括空氣、水體、土壤、生物體及其代謝物等等，且每一大類中的成分組成又極其復(fù)雜。通常環(huán)境樣品組分性質(zhì)不穩(wěn)定，污染物之間也會(huì)存在相互作用，使得組分的變異性增大。另外，一些污染物只需微量甚至痕量就會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，所以還需要監(jiān)測手段能做到組分含量極低的情況下將其檢出。因此，引進(jìn)檢出限低、準(zhǔn)確度高、操作簡便、分析速度快的儀器分析方法應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域十分必要。充分發(fā)揮儀器分析的優(yōu)勢，從而提高各類項(xiàng)目檢測水平，達(dá)到對(duì)環(huán)境的有效監(jiān)控。本文選取幾種在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域常用的方法進(jìn)行簡要介紹。

1 紫外-可見吸收光譜法

紫外-可見吸收光譜法(ultraviolet-visible spectrophotometry，UV)，是由于分子內(nèi)價(jià)電子的電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸收光譜，這種吸收光譜與分子中價(jià)電子的分布和結(jié)合情況密切相關(guān)。可根據(jù)分子吸收光譜的吸收峰峰值波長、吸收峰數(shù)目及形狀來進(jìn)行檢定，主要是一些有機(jī)化合物的分析，同分異構(gòu)體的鑒別以及結(jié)構(gòu)測定。需要注意的是，分子紫外-可見吸收光譜法的譜圖主要反映的是分子中生色團(tuán)及助色團(tuán)的種類及其共軛程度，特別是在紫外區(qū)，因此紫外吸收光譜法主要用于分析具有芳香結(jié)構(gòu)及含有共軛體系的化合物。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，紫外-可見吸收光譜法經(jīng)常與其它方法聯(lián)用，以期得到準(zhǔn)確的分子結(jié)構(gòu)信息。另外，根據(jù)朗伯-比爾定律，在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，最大吸收峰處的吸光度與被測物質(zhì)濃度之間的關(guān)系成線性關(guān)系，可依此進(jìn)行定量分析。紫外-可見分光光度計(jì)由光源、分光系統(tǒng)、吸收池、檢測器和記錄顯示系統(tǒng)組成。其中可見紫外光源常用氘燈，而可見光源常用鎢絲燈，分光系統(tǒng)由色散元件與透鏡、狹縫組成，在可見區(qū)用玻璃制成的吸收池，而在紫外區(qū)，為了避免玻璃對(duì)紫外線的吸收，一般用石英制成的吸收池，檢測器常用光電管或光電倍增管。紫外-可見吸收光譜法在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，主要包括營養(yǎng)類物質(zhì)(氮磷)、油類、葉綠素a、硫化物等指標(biāo)的定量測定等[1]。

2 氣相色譜法

氣相色譜法(gas chromatography，GC)，是流動(dòng)相為氣體的一類色譜分離方法，因此在氣相色譜中，流動(dòng)相又被稱為載氣，它可以載帶著被測物流過固定相。GC可以用來分離多組分混合物并對(duì)其進(jìn)行定性定量分析。氣相色譜的原理是利用不同物質(zhì)在流動(dòng)相和固定相有不同的分配系數(shù)而使混合物達(dá)到分離。當(dāng)兩相做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，混合物中的各組分在兩相中不斷進(jìn)行分配，由于各組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，會(huì)在兩相中產(chǎn)生不同的分配行為。選取合適的固定相、流動(dòng)相、載氣速度、柱溫等條件即可使各組分流出色譜柱的時(shí)間不同，從而達(dá)到完全分離。當(dāng)流動(dòng)相推送著各組分依次通過檢測器時(shí)，檢測器響應(yīng)信號(hào)會(huì)隨組分濃度發(fā)生變化，以此形成的色譜圖中，每個(gè)色譜峰代表一種組分。

20世紀(jì)80年代末，我國確定了68種有毒污染物。這些對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的物質(zhì)中，絕大部分物質(zhì)的定性、定量分析檢測可以通過氣相色譜法進(jìn)行。另外，目前對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重的持久性有機(jī)污染物，因其能持久存在于環(huán)境中，通過食物鏈累積放大，威脅人類健康而受到廣泛關(guān)注，如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、有機(jī)氯農(nóng)藥等，目前基本都是使用氣相色譜法進(jìn)行檢測分析[2]。

3 高效液相色譜法

高效液相色譜法(high performance liquid chromatography，HPLC)，將氣相色譜法的理論引入經(jīng)典液相色譜法中，設(shè)備上采用高壓泵、高靈敏度檢測器和高效固定相，從而大大提高了分離效率、速度和靈敏度。特別是在分離沸點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性差的混合物方面，彌補(bǔ)了GC的不足，具有不可替代的作用。HPLC可對(duì)熱穩(wěn)定性差、揮發(fā)性低以及分子量大的有機(jī)污染物進(jìn)行分離和分析，可以用于廢氣、廢水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中多種有機(jī)污染物的測定。例如，鄰苯二甲酸酯類環(huán)境激素、多環(huán)芳烴類、氨基甲酸酯類農(nóng)藥、酚類、除草劑等的檢測[3]。

4 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法(atomic absorption spectrometry，AAS)，是通過利用處于基態(tài)的待測原子蒸汽對(duì)從光源發(fā)射的共振線的吸收程度來進(jìn)行定量分析的方法。其過程可描述為：首先使試樣揮發(fā)并解離成原子蒸汽，由待測元素?zé)舭l(fā)出的共振線被試樣中待測元素的基態(tài)原子吸收，使其從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)，從而導(dǎo)致這部分譜線強(qiáng)度減弱，譜線減弱的程度與待測元素的含量相關(guān)。原子吸收光譜法具有檢出限低、準(zhǔn)確度好、選擇性好、分析速度快等優(yōu)勢。

空氣質(zhì)量的下降，霧霾頻發(fā)，使得大氣中的顆粒物受到廣泛關(guān)注。原子吸收則以其選擇性強(qiáng)以及靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，得以廣泛用于大氣顆粒物中的各微量及痕量金屬成分的測定。另外，原子吸收法多用于室內(nèi)裝飾材料以及涂料中重金屬含量的測定，水質(zhì)、土壤、固體廢物等環(huán)境樣品中重金屬的測定等。

5 結(jié)語

人類處于節(jié)奏越來越快的生活中，衣食住行產(chǎn)生的垃圾越來越多，這些垃圾投放到環(huán)境中，使環(huán)境一再惡化。為減少污染，我國已經(jīng)開始逐步推進(jìn)垃圾分類工程。如此艱巨的情況，對(duì)用于環(huán)境監(jiān)測的儀器分析方法和設(shè)備都提出了更高的要求。相信未來科技工作者會(huì)研發(fā)出更加快速、高精度的儀器，結(jié)合一些儀器的聯(lián)用，科學(xué)合理的發(fā)揮其效用，這樣我們才能更加清晰透徹的了解環(huán)境現(xiàn)狀，評(píng)估環(huán)境管理工作的效果，以保障后續(xù)環(huán)保工作的開展，守護(hù)綠水青山。