各類污染致使環(huán)境惡化,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境,威脅生物生存,影響生物多樣性,同時也對人的健康造成不良影響。對此,有必要及時對環(huán)境污染進(jìn)行準(zhǔn)確檢測,了解各類污染物的具體來源,準(zhǔn)確把握其濃度變化,并采取行之有效的措施加以防治。這就需要在環(huán)境檢測中運用化學(xué)分析方法,對環(huán)境中所含的有害物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。
1化學(xué)分析概述
化學(xué)分析是指通過化學(xué)手段對物質(zhì)進(jìn)行分析,明確該物質(zhì)的成分組成及性質(zhì)?;瘜W(xué)分析包括定量分析和定性分析兩個方面。
定性分析,主要是對物質(zhì)成分加以確定,并明確其具體性質(zhì)[1]。通常采用如下方法對物質(zhì)進(jìn)行定性分析:
(1)光譜分析。物質(zhì)具有吸收、反射和散射光線的特性,光譜分析即利用這一原理,探明物質(zhì)的固有結(jié)構(gòu),確定成分。光譜分析以分析紅外光、紫外-可見光居多;
(2)色譜分析。物質(zhì)在流動相狀態(tài)和固定相中的分配情況存在差異。色譜分析利用該原理,對物質(zhì)進(jìn)行定性分析。液相、氣相兩類色譜法較為常見;
(3)質(zhì)譜分析法。該法是依據(jù)物質(zhì)的質(zhì)譜圖譜,對物質(zhì)固有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,確定其具體組成。
定量分析,主要是分析物質(zhì)中不同成分的含量,確定各成分的濃度[2]。通常采用如下方法對物質(zhì)進(jìn)行定量分析:
(1)滴定分析。在待測物質(zhì)的溶液之中滴加一定量的已知濃度的溶液,據(jù)此確定其具體成分和實際含量;(2)電化學(xué)分析。通過物質(zhì)在電場環(huán)境或電流作用下呈現(xiàn)的特性作為依據(jù)進(jìn)行定量分析;(3)光度分析。基于物質(zhì)對光的發(fā)射或吸收特性開展定量分析。
化學(xué)分析在食品安全檢測、藥品安全檢測以及環(huán)境檢測等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。常用的化學(xué)分析方法包括:
(1)分光光度法。涵蓋紅外光、可見光以及紫外光等應(yīng)用光區(qū),可對多種物質(zhì)進(jìn)行定性分析和定量分析;
(2)電化學(xué)分析法。物質(zhì)在電極影響下,其各項參數(shù)如電導(dǎo)、電流以及電阻等會呈現(xiàn)出不同變化,電化學(xué)分析根據(jù)這一原理,實現(xiàn)對物質(zhì)濃度的測定;
(3)離子色譜法。以色譜分離的物理化學(xué)原理為基礎(chǔ)實施化學(xué)分析,在環(huán)境檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;
(4)氣相色譜-質(zhì)譜法。主要用于對二甲苯、甲苯以及苯等具有一定揮發(fā)性的各類污染物進(jìn)行測定,該法敏感性較高,還可根據(jù)物質(zhì)質(zhì)譜信號對不同樣品加以鑒定辨別[3]
2環(huán)境檢測的意義
通過對環(huán)境狀況的檢測獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù),能清晰了解和準(zhǔn)確把握環(huán)境變化的真實趨勢,為相關(guān)部門制定環(huán)境決策、整體規(guī)劃和統(tǒng)籌利用資源提供參考依據(jù),助力生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。
環(huán)境檢測還有助于優(yōu)化改善生態(tài)系統(tǒng)。相關(guān)部門開展環(huán)境檢測,了解環(huán)境污染的各種因素,全面把握污染物的分布情況,準(zhǔn)確分析其濃度,有助于快速找準(zhǔn)關(guān)鍵污染源,進(jìn)而采取針對性措施加以處理,最大化降低污染程度,實現(xiàn)對生態(tài)系統(tǒng)的良性改善。
進(jìn)行環(huán)境檢測,有益于人的健康。例如,對土壤、水源以及空氣等進(jìn)行檢測,有助于深入了解和準(zhǔn)確判斷環(huán)境中是否存在污染物超標(biāo)的現(xiàn)象,排查疾病隱患,并采取有效措施加以規(guī)避。
3化學(xué)分析方法在環(huán)境檢測中的運用原則
3.1 明確化學(xué)分析目的和要求
環(huán)境檢測選用化學(xué)分析方法時,首先要確定分析目的,并考慮分析要求,在此基礎(chǔ)上,選用合適的分析儀器[4]。通常,要遵循國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)境化學(xué)分析。但在開展化學(xué)分析的操作之前,要先驗證該方法,了解試運行的實際情況并出具報告。該過程通常需要耗費較多時間,且需要操作人員付出較大精力,但為保證所獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,必須嚴(yán)格遵循國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和各項要求。
3.2確定分析精確度
環(huán)境檢測運用化學(xué)分析方法時,要對分析精確度加以確定,具體可采用如下方法:
(1)利用標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程、檢出限以及相關(guān)系數(shù)等指標(biāo),評估化學(xué)分析所能達(dá)到的精度;
(2)通過加標(biāo)回收率開展統(tǒng)計分析,評估化學(xué)分析所能達(dá)到的精密度。該方法能快速獲取所需
樣本,且有效樣本回收率相對較高。在操作過程中,加人其中的物質(zhì)不會導(dǎo)致檢測出現(xiàn)錯誤,但如果檢測對象屬于未知樣品,則可能出現(xiàn)差錯;
(3)重復(fù)開展分析測定,對化學(xué)分析精密度加以評估。
3.3分析待測樣本的具體組成
運用化學(xué)分析之前,要提前對組成待測樣本的成分進(jìn)行分析,并預(yù)先估計待測成分在環(huán)境樣本中占據(jù)的含量,據(jù)此準(zhǔn)確判斷是否存在干擾檢測的物質(zhì),再選用合理的分析方法,避免影響操作的具體過程,進(jìn)而減輕對結(jié)果的干擾。例如,離子色譜法在環(huán)境檢測各領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,但如果待檢測環(huán)境復(fù)雜,離子、鹽分濃度較高,或者含有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等物質(zhì),則容易對色譜柱造成一定程度的侵蝕。在這種情況下,檢測難以獲得理想的精準(zhǔn)度,還會導(dǎo)致儀器無法正常使用。對此,可選用滴定法或者選用分光光度法。
3.4 合理運用分析方法
在環(huán)境檢測中,可采用多種方法對待測成分開展化學(xué)分析。例如,測定水中鈣離子的含量,可采用原子吸收光譜法、離子色譜法以及滴定法等,其中后兩種方法準(zhǔn)確度較高。在實際檢測中,可按照檢測準(zhǔn)確度的具體要求,靈活選用分析方法。
4化學(xué)分析方法在環(huán)境檢測中的具體運用
4.1 水環(huán)境檢測
在水環(huán)境檢測中,運用化學(xué)分析方法的關(guān)鍵在于精確測定水環(huán)境中各類有毒有害物質(zhì)、金屬離子的實際含量。通常運用多元化方法開展化學(xué)分析。如采用紫外-可見分光光度法對水質(zhì)進(jìn)行檢測,能測定無機(jī)物氰化物、有機(jī)物葉綠素a以及金屬離子等成分的含量。對于水體中的硒、鉍、碲、砷、汞等元素,可對原子熒光法加以測定。還可以利用原子吸收光譜法對水中的銀、鋅、鎘、鉛、銅、鎂、鈣等元素加以測定,該方法準(zhǔn)確度較高,適宜對水環(huán)境進(jìn)行檢測。同時,要根據(jù)水環(huán)境的實際情況合理選用化學(xué)分析方法,確?;瘜W(xué)分析效果,滿足檢測工作的各項要求。
在實際檢測過程中,離子色譜法能有效測定水環(huán)境所含的單價和多價離子,同時實現(xiàn)水質(zhì)檢驗和微量元素檢測。另外,氣相色譜法用于分析水環(huán)境樣本,能敏銳檢測出含氯或磷的農(nóng)藥及含量。
4.2土壤環(huán)境檢測
王壤的組成包括水分、有機(jī)物、微生物以及呈顆粒狀的各類礦物質(zhì)。土壤出現(xiàn)沙漠化、鹽堿化、養(yǎng)分缺失、重金屬含量增加等污染問題,會對農(nóng)作物的正常生長造成不良影響。在土壤環(huán)境檢測過程中,運用分光光度法對土壤進(jìn)行化學(xué)分析,檢測土壤中各類污染物的真實含量。若土壤環(huán)境的待檢測樣本中含的有機(jī)物具有揮發(fā)性或者是半揮發(fā)性,可運用氣相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行分離檢測,具體操作方法是通過高純氮氣向準(zhǔn)備好的捕集管內(nèi)吹送待測樣本,加熱捕集管之后,再利用高純氮氣完成對捕集管的反吹,對樣本所含的組分進(jìn)行處理,完成必要的熱脫附之后,再借助氣相色譜儀完成對組分的有效分離,利用質(zhì)譜儀完成檢測操作。
在此基礎(chǔ)上,將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)呈現(xiàn)的規(guī)范質(zhì)譜圖作為參照,并結(jié)合其相應(yīng)的保留時間,在合理比較的基礎(chǔ)上完成科學(xué)的定性分析,再通過內(nèi)標(biāo)法對之實施定量分析。
4.3大氣環(huán)境檢測
檢測大氣環(huán)境時,污染源樣本中可能存在的硫化物污染以及氮氧化物污染,一般可運用分光光度法,或者是電化學(xué)分析法進(jìn)行化學(xué)分析。例如,測定鍋爐廢氣中所含的氮氧化物污染,可運用定位電解法,同時還能測定其中一氧化碳、二氧化硫等污染物的真實含量。對大氣環(huán)境檢測樣本中的氮氧化物污染和硫化物污染,也可運用分光光度法測定。具體操作方法是準(zhǔn)備吸收管,裝人適量吸收液,吸收氣體后,以液體狀態(tài)對樣品進(jìn)行儲存,進(jìn)而分析其成分,并測量其濃度。
對大氣環(huán)境檢測樣本中存在的各類污染物進(jìn)行分析時,要根據(jù)實際情況,運用石墨爐/原子吸收分光光度法重點檢測鉛、鎘、鎳等金屬元素。運用氣相色譜法對大氣環(huán)境進(jìn)行檢測,既能同時對不同物質(zhì)進(jìn)行檢測,還能結(jié)合質(zhì)譜儀對復(fù)雜化合物進(jìn)行檢測,并完成分離。另外,通常運用質(zhì)量法對大氣環(huán)境所含的各類顆粒物進(jìn)行檢測。
4.4痕量和超痕量污染物檢測
為保證環(huán)境檢測成效并優(yōu)化環(huán)境治理,要嚴(yán)格遵循各項標(biāo)準(zhǔn)對環(huán)境進(jìn)行檢測,尤其是對各類有害物質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)檢測和科學(xué)分析。離子體質(zhì)譜法不僅精度和靈敏度相對較高,且準(zhǔn)確性也較高。通常運用該方法對痕量和超痕量污染物進(jìn)行測定。
5結(jié)語
常用的化學(xué)分析方法包括分光光度法、電化學(xué)分析方法、離子色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法等。運用化學(xué)分析方法對水環(huán)境、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境等進(jìn)行檢測,有助于促進(jìn)持續(xù)良好的環(huán)境保護(hù),同時優(yōu)化生態(tài),減少危害人類生存和健康的疾病隱患。對環(huán)境樣本進(jìn)行化學(xué)分析時,要明確化學(xué)分析的具體目的和要求,對分析精確度加以確定,分析待測樣本的具體組成,并對分析方法進(jìn)行合理運用。
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