現(xiàn)代儀器分析在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的應(yīng)用探討

摘要：靈敏性、精確性是現(xiàn)代儀器分析的重要特征，同時其對于環(huán)境的適應(yīng)能力也可圈可點，這就使得在現(xiàn)如今的環(huán)境無機(jī)分析過程中，現(xiàn)代儀器處于至關(guān)重要的地位。文章對現(xiàn)代儀器在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)；現(xiàn)代儀器分析；環(huán)境監(jiān)測；原子熒光法；色譜分析法 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：X85 文章編號：1009-2374（2015）31-0093-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.047

現(xiàn)如今，現(xiàn)代儀器分析在很多方面優(yōu)于傳統(tǒng)的分析方法和分析儀器，因此，其能在更加復(fù)雜的環(huán)境無機(jī)分析中得到良好運用。鑒于此，文章就該方面內(nèi)容進(jìn)行闡述，使得環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)過程中能夠更加有效良好地運用現(xiàn)代儀器。

1 特點分析

1.1 種類繁多

環(huán)境分析涉及的檢測樣品有著很多特征，來源廣泛、種類復(fù)雜等是其重要方面。其中，與人類生活水平、健康質(zhì)量等方面息息相關(guān)的水體、空氣、土壤、生物體、生物體代謝物、固體廢渣等內(nèi)容都是環(huán)境監(jiān)測分析的對象。我們從調(diào)查數(shù)據(jù)中可以看出，現(xiàn)如今，包括備受全世界關(guān)注的多氯聯(lián)苯這類污染物，已有300多種類型的污染物在室內(nèi)出現(xiàn)。有相關(guān)理論證明，多氯聯(lián)苯異構(gòu)體多達(dá)210個之多，而當(dāng)今只有102個獲得鑒定。

1.2 樣品組分復(fù)雜

毋庸置疑，人類在生產(chǎn)生活的同時，也對環(huán)境造成污染，所排放的污染物量大并且種類繁多，導(dǎo)致了環(huán)境中的污染化合物多達(dá)十幾種甚至上百種，進(jìn)而其也導(dǎo)致了環(huán)境介質(zhì)組成成分越來越多、復(fù)雜性大大增加。不僅如此，環(huán)境中的污染物存在的價態(tài)和形態(tài)的多樣化也逐漸深入。類似于水的這種常見的物質(zhì)，也會根據(jù)自然環(huán)境的轉(zhuǎn)變，而呈現(xiàn)出氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)的狀態(tài)。

1.3 樣品組分穩(wěn)定性差

與此同時，穩(wěn)定性差也是環(huán)境污染物樣品的主要特征。通常情況下，污染物的穩(wěn)定性通過具體的物理和生物以及化學(xué)特性而改變。然而，最大的影響者還是樣品自身的復(fù)雜性和污染物間相互作用導(dǎo)致的。并且污染物隨著環(huán)境介質(zhì)的改變，還會進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，加之采集儲存、轉(zhuǎn)移分離樣品的過程中，樣品組分含量會被試劑與容器所影響，所以污染物的穩(wěn)定性也會大大降低。

1.4 檢測組分含量低

通常情況下，樣品檢測過程中總具有較低的檢測的組分含量，其級別都是痕量或超出痕量。這種情況下，監(jiān)測組由于含量過低，就更難發(fā)現(xiàn)檢測組分，從而使得檢測方式、檢測儀器也必須具備更高的水平。

2 常用現(xiàn)代儀器分析方法

2.1 原子熒光法

氰化物原子吸收以及火焰原子吸收、石墨爐原子吸收這三方面是原子熒光技術(shù)的主要內(nèi)容，其在水中痕量、超痕量金屬元素的檢測工作中發(fā)揮著重要的作用?，F(xiàn)如今，水中的As、Te、Sb、Ge、Bi、Sn、Pb、Se八種元素，我國通過自行研制的原子熒光儀器能夠有效對其進(jìn)行檢測。同時，在分析有一些易變?yōu)槁然锏脑貢r，原子熒光法更加準(zhǔn)確、靈敏，干擾機(jī)體程度低。

2.2 色譜分析法

與此同時，根據(jù)快速的分離檢測樣品而實現(xiàn)對樣品的分析是色譜分析法的主要內(nèi)容。其通過各個混合物中所含有的成分互不相容的特點，其分離、測定工作主要是通過其吸附能力、分配系數(shù)、親和作用的差異而進(jìn)行的。不僅如此，定性定量分析被檢測樣品的工作，也能通過這種方法實現(xiàn)。氣相色譜分析法、高效液相分析法這兩種方法是環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中最為常用的方法。

2.3 等離子發(fā)射光譜法

這種方法不但能夠有效進(jìn)行清潔水基體成分的工作，也可以測定廢水內(nèi)金屬和底質(zhì)、生物樣品等元素。同時，靈敏度高、準(zhǔn)確度準(zhǔn)、檢測效率高是這種方式的主要特征，10～30個元素的測量工作，通過這種方法可以一次性測量出來。

2.4 等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜法

其本質(zhì)就是質(zhì)譜分析，它的離子化源是ICP，其靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ICP-AES技術(shù)，大概高出2～3個級別。在測定質(zhì)量數(shù)超過100的元素時，其在靈敏度方面的優(yōu)勢表現(xiàn)得更為明顯，且檢出限也很低。例如：利用碎片峰的合理性判斷分子離子峰，從分子離子中裂解的常見

碎片。

2.5 分光光度法和流動性注射分析技術(shù)

顯色反應(yīng)研究對于靈敏度和選擇性的要求是非常高的，而分光光度法能有效地完成對其研究工作。同時，在流動性注射分析技術(shù)結(jié)合下，加之不同化學(xué)操作的應(yīng)用，能夠完成融合萃取、試劑添加、蒸餾、定容顯色、測定等步驟。同時，自動分析也是其一大特色，能夠在水質(zhì)在線自動檢測中起到良好的作用。其對于樣品的需求量少、分析速度快、精度高等是其主要特點，同時，這一方式能夠有效地節(jié)省試劑，并且可以減少工作人員的工作量。

2.6 離子色譜法

離子色譜法的工作原理就是對水中含量最高的陰陽離子分離然后測定。這一技術(shù)最顯著的優(yōu)點就是選擇性及靈敏性很強(qiáng)，能夠在同一次檢測中測定多種成分。此外，借助電導(dǎo)檢測器和陰離子分離，其能夠?qū)r-、NO-2、SO2-4等離子進(jìn)行測定，而借助陽離子分離柱則能夠?qū)-、CN-、S2-等離子和一些特定的有機(jī)化合物進(jìn)行測定。

3 化學(xué)分析與儀器分析的差異

兩者的應(yīng)用領(lǐng)域有著很大的差異，化學(xué)分析一般的測定被測分析物為常量或者是半微量，且其準(zhǔn)確度很高，不過精密度較差，所以只能測出常量以及半微量物質(zhì)的含量，檢測微量組分時精確度很低甚至根本檢測不出來；使用這一方式進(jìn)行檢測工作時要求其誤差不超過0.1%。儀器分析通常都是對微量乃至痕微量進(jìn)行分析，其準(zhǔn)確性不好但精密度很高，能夠定性或定量的確定測量成分，但誤差很大，一般都會超過1%。

比如，一樣品要求檢測的組分在被檢測物中含量是90%，那么檢測的誤差要求在1%左右就比較大了，即檢出89%～91%，而要求誤差0.1%左右就比較合理，即檢出89.9%～90.1%，此時適用化學(xué)分析；使用儀器分析顯然誤差很大。而對于測定某一樣品含量在0.1%左右的組分，誤差1%左右就可以，即檢出0.09%～0.11%，而要求誤差在0.1%就沒有這個必要，即檢出0.099%～0.101%，此時便適用儀器分析。endprint

4 儀器分析方法與化學(xué)分析方法的關(guān)系

儀器分析：一般都是對微量及超微量進(jìn)行分析。其優(yōu)勢包括下述內(nèi)容：效率高、靈敏、需樣品量少，可是相對誤差以及準(zhǔn)確度方面得不到很好的保障，因此僅僅適用于分析微量以及痕量組分。不過這兩者之間還是有一定的聯(lián)系的。

第一，現(xiàn)今的儀器分析方法是以經(jīng)典化學(xué)分析方法為前提發(fā)展的。我們在進(jìn)行儀器分析時，一般都要對樣品進(jìn)行前處理，這便需要使用化學(xué)分析方式。儀器分析方法是一種相對化學(xué)分析方法，這是由于使用該方法測定樣品前都必須使用標(biāo)準(zhǔn)溶液開展校對工作，但配置和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程就屬于化學(xué)分析的范圍。

第二，科學(xué)技術(shù)的迅猛進(jìn)步，使得化學(xué)分析方法的現(xiàn)代化及自動化成為可能，化學(xué)分析的應(yīng)用領(lǐng)域廣，并且各種設(shè)施成本低，且能夠很好地彌補(bǔ)儀器分析方法的不足，具有儀器分析方法所不可比擬的優(yōu)點。

綜上所述，儀器分析方法及化學(xué)分析方法都是分析化學(xué)的重要組成部分，只有兩者協(xié)同工作才能起到更好的效果。

5 應(yīng)用與展望

5.1 元素定性定量分析

環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中，現(xiàn)代儀器分析在元素定性定量分析方面的應(yīng)用主要是利用無機(jī)質(zhì)譜對微量元素的含量進(jìn)行測定以及利用同位素質(zhì)譜對同位素的豐度進(jìn)行精確的測定。在元素質(zhì)譜分析中，離子探針分析儀器是主要的部分，這種分析技術(shù)具有極高的精確性。其在分析固體材料中的微量元素、痕量元素等工作方面作用顯著，同時元素定性分析能夠通過峰位來實現(xiàn)，而定量的分析工作便可以通過峰強(qiáng)實現(xiàn)。

5.2 環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)如今，現(xiàn)代儀器已經(jīng)成為分析環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)的主要方式。同時，在評估環(huán)境質(zhì)量工作中，痕量元素數(shù)據(jù)也已成為近幾年環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的參考物質(zhì)。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值得以實現(xiàn)，環(huán)境監(jiān)測掌控更為有效、記錄全面，都是因為此類分析方法具有極高的靈敏度。

5.3 痕量與超痕量污染分析

準(zhǔn)確測定超痕量級別的污染物是現(xiàn)如今環(huán)境分析工作的一項新要求。鑒于此，在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)工作中，現(xiàn)代儀器分析的應(yīng)用范圍更加廣泛、更加必要。為了有效地分析、檢測無機(jī)環(huán)境，就要努力研究出一種方法，能夠檢測到低至痕量、超痕量的污染物在大氣、水體、食品、土壤、生命體等事物中的含量。除了靈敏度高、選擇性好以外，檢測痕量、超痕量物質(zhì)速度快也是其一大特點，“三致”物質(zhì)的檢測工作就是很好的例子。只有應(yīng)用現(xiàn)代儀器進(jìn)行檢測，才能確保上述檢測的成功，使其更有助于環(huán)境研究、檢測分析等工作。

5.4 檢測技術(shù)連續(xù)自動化

目前，環(huán)境監(jiān)測分析的方式方法已不再是以往傳統(tǒng)的化學(xué)分析，而是已進(jìn)入到了儀器分析的時代，連續(xù)的自動化操作也已經(jīng)逐步代替了以前的手工操作。同時，現(xiàn)如今能夠?qū)崿F(xiàn)自動化連續(xù)型監(jiān)測操作的現(xiàn)代儀器已占據(jù)絕大多數(shù)。除此以外，定點性、流動性、連續(xù)性等優(yōu)勢也是現(xiàn)代儀器監(jiān)測已經(jīng)具備的，其監(jiān)測不僅能夠進(jìn)行全球范圍的跟蹤，還可以深層次、全方位地了解污染物轉(zhuǎn)移、傳遞的相關(guān)過程，從而使得環(huán)境信息能夠更加及時有效，分析能力、研究水平也能相對得到完善

優(yōu)化。

6 結(jié)語

綜上所述，全篇根據(jù)現(xiàn)代儀器在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行談?wù)?，就現(xiàn)如今普遍的現(xiàn)代儀器分析方法、相關(guān)應(yīng)用入手分析，從而希望其能夠促進(jìn)現(xiàn)代儀器的發(fā)展，使其真正為如今的環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)工作做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：邢雅琴（1965-），女，陜西渭南人，供職于寧夏產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint