張金桂，倪敬禹，王金玉

(山東郯創(chuàng)環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司，山東 臨沂 276100)

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)以及工業(yè)化水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生與排放的危廢品數(shù)量與規(guī)模也迅速增加。如何快速檢測(cè)危廢品中超標(biāo)物質(zhì)，進(jìn)而制定有效的危廢品處置措施對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)與人類(lèi)健康生存環(huán)境的創(chuàng)建都具有重要意義[1-3]。因此，有必要對(duì)工業(yè)產(chǎn)出的危廢品進(jìn)行分析、檢測(cè)，進(jìn)而指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)工藝，制定合適的危廢品處置措施，降低危廢品危害度，甚至將危廢品變廢為寶[4]?；谖U品中超標(biāo)物質(zhì)的化學(xué)檢測(cè)方法，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已有較多研究，并取得了一定的研究成果。例如，孟慶華[5-6]等將工業(yè)產(chǎn)生的危廢品、廢液分為金屬和非金屬化合物兩類(lèi)，進(jìn)而利用化學(xué)檢測(cè)技術(shù)分別開(kāi)展檢測(cè)研究；紀(jì)曉嵐[7]將化學(xué)檢測(cè)方法應(yīng)用到食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了食品安全的高效檢測(cè)；薛秀園等[8]利用化學(xué)發(fā)光檢測(cè)方法，從化學(xué)發(fā)光檢測(cè)方法的原理、優(yōu)勢(shì)等角度分析了化學(xué)分析法在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例；劉愛(ài)平[9]將化學(xué)分析法應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)分析法定性檢測(cè)尿液中紅細(xì)胞和白細(xì)胞，并與鏡檢法作對(duì)比分析，提出了化學(xué)分析法在尿檢領(lǐng)域的不足并給出了改進(jìn)措施；等等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)化學(xué)分析法的應(yīng)用研究已取得一定成果，但目前應(yīng)用在工業(yè)上產(chǎn)出的危廢品檢測(cè)領(lǐng)域的總結(jié)較少。本文通過(guò)具體分析化學(xué)分析法中的發(fā)光分析法、熒光分析法、離子色譜法、質(zhì)譜法等檢測(cè)方法的原理，詳細(xì)闡述了不同化學(xué)檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)與不足，進(jìn)而確定應(yīng)用場(chǎng)景和制定不同危廢品超標(biāo)物質(zhì)的檢測(cè)處置方法，可為危廢品的化學(xué)分析方法的研究應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 化學(xué)分析法的原理

目前，國(guó)內(nèi)危廢品化學(xué)分析法的檢測(cè)技術(shù)主要有發(fā)光分析法、熒光分析法、離子色譜法、質(zhì)譜法等等。不同分析方法的原理不同，且各具優(yōu)勢(shì)。

1.1 化學(xué)發(fā)光法

化學(xué)發(fā)光(ChemiLuminescence，簡(jiǎn)稱(chēng)為 CL)法的基本原理是利用待測(cè)危廢品中各種物質(zhì)的濃度和發(fā)光強(qiáng)度之間的線性關(guān)系，因此可通過(guò)利用儀器檢測(cè)危廢品中的物質(zhì)的發(fā)光強(qiáng)度，進(jìn)而確定待測(cè)危廢品中定量物質(zhì)的含量?；瘜W(xué)發(fā)光法在痕量金屬離子、各類(lèi)無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)化合物分析及生物等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用?；瘜W(xué)發(fā)光分析法主要分為三類(lèi)：普通化學(xué)發(fā)光分析法、生物化學(xué)發(fā)光分析法、電致化學(xué)發(fā)光分析法。同理，根據(jù)測(cè)定方法的不同又分為直接測(cè)定、偶合反應(yīng)測(cè)定、時(shí)間分辨測(cè)定、固氣液相測(cè)定等分析方法。其檢測(cè)原理如圖1所示。

圖1 化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)原理

1.2 熒光分析法

熒光分析法是由化學(xué)發(fā)光法進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)，其檢測(cè)原理基本與化學(xué)發(fā)光法相同。熒光分析檢測(cè)方法又可以細(xì)分為同步熒光分析法、三維熒光光譜分析法、時(shí)間分辨熒光分析法、導(dǎo)數(shù)熒光分析方法四類(lèi)。熒光分析法的檢測(cè)儀器主要有熒光分析燈、熒光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)三種。工作中用到熒光分析法時(shí)，通常需要添加熒光試劑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不發(fā)熒光的無(wú)機(jī)物與有機(jī)物進(jìn)行定量分析與檢測(cè)。熒光分析檢測(cè)方法在有機(jī)物及混合物的檢測(cè)應(yīng)用中較為廣泛。熒光分析法的檢測(cè)過(guò)程如圖2所示。

圖2 熒光分析法的檢測(cè)過(guò)程圖

1.3 離子色譜法

離子色譜法(IC)主要通過(guò)對(duì)待檢危廢品中共存的多種陰離子、陽(yáng)離子進(jìn)行的分離、定性和定量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)危廢品中不同物質(zhì)含量的檢測(cè)。離子色譜法在檢測(cè)有機(jī)陰離子、金屬離子、重金屬、稀土離子和有機(jī)酸，以及胺和銨鹽等方面具有較好的檢測(cè)結(jié)果。離子色譜法檢測(cè)分析過(guò)程中主要的儀器為分離柱、抑制柱、檢測(cè)器，其中檢測(cè)器又分為通用型和專(zhuān)用型。其典型的工作原理如圖3所示。

圖3 離子色譜法檢測(cè)原理圖

1.4 質(zhì)譜法

質(zhì)譜法(Mass Spectrometry,MS)，主要利用帶電離子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)原理，通過(guò)將待檢危廢品中的離子進(jìn)行質(zhì)荷比分離，進(jìn)而測(cè)出離子準(zhǔn)確質(zhì)量，從而推斷出待檢危廢品中的化合物組成，最后再進(jìn)行定量檢測(cè)。質(zhì)譜法在純物質(zhì)定量分析領(lǐng)域檢測(cè)最準(zhǔn)確，主要包括相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定、化學(xué)式的確定及結(jié)構(gòu)鑒定等。質(zhì)譜法檢測(cè)中用到的儀器種類(lèi)較多，主要分為無(wú)機(jī)質(zhì)譜儀和有機(jī)質(zhì)譜儀，其中有機(jī)質(zhì)譜儀又包括單聚焦、雙聚焦和四極矩質(zhì)譜儀。目前普遍用到的質(zhì)譜法主要以質(zhì)譜儀與氣相色譜儀、計(jì)算機(jī)聯(lián)合使用。質(zhì)譜法的解析過(guò)程如圖4所示。

圖4 質(zhì)譜法的樣品檢測(cè)分析過(guò)程圖

2 不同化學(xué)分析法的對(duì)比分析

化學(xué)發(fā)光法、熒光分析法、離子色譜法和質(zhì)譜法是常用的樣品檢測(cè)方法，每種方法均有各自的優(yōu)勢(shì)與不足，應(yīng)用的方向和領(lǐng)域也有一定區(qū)別。雖然不同的化學(xué)分析法都有自己獨(dú)立的分析和實(shí)驗(yàn)體系，但每種方法之間又相互聯(lián)系，互相補(bǔ)充。

化學(xué)發(fā)光法應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，檢測(cè)的靈敏度、準(zhǔn)確度都較高，實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，但每次只能檢測(cè)單一物質(zhì)，工作效率較低。熒光分析法是在化學(xué)發(fā)光法的基礎(chǔ)上演變而來(lái)，主要優(yōu)勢(shì)在于可進(jìn)行多重檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)定量，檢測(cè)的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、靈敏度均較高，選擇性強(qiáng)和使用簡(jiǎn)便；相對(duì)于質(zhì)譜法、光譜法，熒光分析法的應(yīng)用得更加廣泛；熒光分析法的儀器設(shè)備較簡(jiǎn)單，造價(jià)更加便宜。離子色譜法操作簡(jiǎn)單，分離效率高、分析速度快，可實(shí)現(xiàn)幾十種甚至上百種類(lèi)似化合物的檢測(cè)與分析，并且該方法檢測(cè)靈敏度、檢測(cè)精度均較高，但是該方法的定性能力較差；在日常檢測(cè)工作中可與其他具有定性分析能力的分析技術(shù)共同檢測(cè)，以提高數(shù)據(jù)的可靠度。質(zhì)譜法具有高特異性、高靈敏度，該方法基本實(shí)現(xiàn)了化學(xué)檢測(cè)工作者追求的低功耗、高靈敏度、實(shí)時(shí)、在線、非破壞、高通量的檢測(cè)目標(biāo)，為復(fù)雜樣品的快速分析檢測(cè)提供技術(shù)保障。

3 應(yīng)用實(shí)例

化學(xué)發(fā)光法主要應(yīng)用在金屬、化合物分析及生物領(lǐng)域。目前該檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，如在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)研究、病毒檢測(cè)、石油工業(yè)成分檢測(cè)等領(lǐng)域均有應(yīng)用。后期，危廢品的成本檢測(cè)也將進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

熒光分析法在有機(jī)物及混合物的危廢品檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。在現(xiàn)有的報(bào)道中，熒光分析法應(yīng)用于食品安全檢測(cè)、醫(yī)學(xué)研究、土壤物質(zhì)檢測(cè)等領(lǐng)域。其中，有機(jī)物的熒光分析可測(cè)定的有機(jī)物達(dá)數(shù)百種，如酶、農(nóng)藥、毒藥、氨基酸、蛋白質(zhì)等有機(jī)物的檢測(cè)分析。無(wú)機(jī)元素的熒光分析檢測(cè)，通常采用有機(jī)試劑作為熒光試劑進(jìn)行無(wú)機(jī)物的定量檢測(cè)，采用間接分析法可測(cè)定的無(wú)機(jī)元素達(dá)六十多種。

離子色譜法應(yīng)用也較為廣泛，在水質(zhì)檢測(cè)、空氣檢測(cè)、土壤檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多，特別適于測(cè)定水溶液中低濃度的陰離子。例如，飲用水水質(zhì)分析，高純水的離子分析，礦泉水、雨水、各種廢水和電廠水的分析，紙漿和漂白液的分析，食品分析，生物體液(尿和血等)中的離子測(cè)定，以及鋼鐵工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。

質(zhì)譜法的應(yīng)用則分布在各行各業(yè)，特別是與色譜儀及計(jì)算機(jī)聯(lián)用的方法，已廣泛應(yīng)用在有機(jī)、石油、地球、食品、植物化學(xué)、生化、藥物代謝、臨床、毒物學(xué)、農(nóng)藥測(cè)定、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，基本可實(shí)現(xiàn)各類(lèi)樣品的快速檢測(cè)。

雖然上述四種化學(xué)檢測(cè)方法的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用實(shí)例較多，但在危廢品檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道，因此綜合分析四類(lèi)化學(xué)檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)和不足，制定合適的危廢品檢測(cè)方法，可實(shí)現(xiàn)危廢品的定量檢測(cè)與合理處置。

4 結(jié)語(yǔ)

本文系統(tǒng)分析了化學(xué)發(fā)光法、熒光分析法、離子色譜法、質(zhì)譜法等四種應(yīng)用廣泛的化學(xué)分析檢測(cè)方法的工作原理、檢測(cè)過(guò)程、分析依據(jù)等，并從工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域、未來(lái)發(fā)展方向等方面對(duì)比分析了四種化學(xué)分析法的優(yōu)勢(shì)和不足，提出了四種檢測(cè)方法在危廢品檢測(cè)中的應(yīng)用前景和實(shí)用性，進(jìn)一步明確了在危廢品檢測(cè)領(lǐng)域可綜合利用不同檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)建立新的檢測(cè)方法，以彌補(bǔ)每種檢測(cè)方法的不足，提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。分析表明，化學(xué)分析法在危廢品檢測(cè)領(lǐng)域具有操作簡(jiǎn)單、獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、檢測(cè)靈敏度高等特點(diǎn)，可為創(chuàng)建新的危廢品檢測(cè)技術(shù)與方法、制定行之有效的危廢品處置方法提供技術(shù)依據(jù)。