化學(xué)分析技術(shù)在大氣監(jiān)測的應(yīng)用

摘 要：隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，全球工業(yè)也取得巨大的進(jìn)展，隨之而來的就是環(huán)境大氣污染日益嚴(yán)重的問題，為了保護(hù)環(huán)境大氣，全球各個(gè)國家都建立了相應(yīng)的監(jiān)測體系來監(jiān)測大氣?；瘜W(xué)發(fā)光分析法是一種完善的獨(dú)立分析技術(shù)，在我國的各個(gè)分析行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，在對大氣進(jìn)行監(jiān)測的過程中，該技術(shù)可以對微量及痕量進(jìn)行科學(xué)的分析。該分析技術(shù)在我國已經(jīng)有了較多年的研究，其所需的設(shè)備較為簡單，易操作，且具有較高的靈敏度，具有較廣的線性響應(yīng)范圍，十分容易被人們使用關(guān)注。經(jīng)過大量的實(shí)踐可知，在現(xiàn)存的環(huán)境科學(xué)研究中，該分析技術(shù)已經(jīng)成為了研究大氣污染源、檢測大氣等各個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)發(fā)光分析法；大氣環(huán)境；監(jiān)測

目前，工廠排放的廢氣、廢棄物的燃燒等含有大量的有毒氣體，對環(huán)境空氣造成了嚴(yán)重的污染，進(jìn)而嚴(yán)重的威脅了人體的身心健康。排放到空氣的有毒氣體SO2不但對人體的眼結(jié)膜及呼吸道等具有嚴(yán)重的危害作用，而且會(huì)與氧結(jié)合形成一種酸霧，進(jìn)而對農(nóng)作物、金屬及建筑等造成嚴(yán)重的破壞；空氣中含有的氮化物NO會(huì)使存在于人體血液中的血紅蛋白喪失親氧的能力；而大氣中的NO2則是一類重要的光吸收因子，在一定的條件下，NO2可以和其他的污染物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的污染問題；大氣中的光化學(xué)煙霧所含有的主要化學(xué)物質(zhì)是碳?xì)浠衔?，它主要是與氮氧化物一起反應(yīng)生成煙霧；大氣中的污染物在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成了二次污染物，例如O3。在大氣中存在一些氣體不屬于污染成分，但是對人體的健康有著一定的危害。因此，環(huán)境大氣監(jiān)測的主要內(nèi)容就是對存在于大氣中的氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行檢測。對大氣中的氣態(tài)污染物進(jìn)行檢測分析的技術(shù)主要有：分光光度法，容量法，色譜法，原子吸收法等。以上這些方法都存在一定的局限性。而依據(jù)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光輻射所具備的強(qiáng)度來分析測定物質(zhì)含量的方法為化學(xué)發(fā)光分析法，該方法所需的儀器較為簡單，且具有較高的靈敏度，測定的速度較快等等，在對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測分析時(shí)多采用該分析方法。

1 化學(xué)發(fā)光分析法常用發(fā)光體系

1.1 過氧草酸酯分析法

該分析方法需要添加增敏劑，換言之就是熒光類化合物，利用過氧化氫作為催化劑。光輻射的強(qiáng)度和反應(yīng)試劑沒有關(guān)系，而是與增敏劑的性質(zhì)有關(guān)，光輻射的頻率較高，其壽命越久。

1.2 光澤精化學(xué)發(fā)光法

在環(huán)境監(jiān)測中使用最早的一種發(fā)光試劑就是光澤精，且在堿性溶液中該發(fā)光試劑可以被強(qiáng)氧化劑氧化而釋放藍(lán)綠光，進(jìn)而重返基態(tài)。該發(fā)光法將鉛、鎢等金屬離子作為催化劑，因此，在對大氣進(jìn)行監(jiān)測的過程中，該發(fā)光法可以對這些離子進(jìn)行監(jiān)測。

1.3 魯米諾化學(xué)發(fā)光體系

該試劑是使用最廣泛最早的試劑之一，該試劑需要在堿性的條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，例如在某些氧化劑的作用下，該試劑可以產(chǎn)生425nm的化學(xué)發(fā)光波長，而通常采用H2O2作為氧化劑。在大氣監(jiān)測中，該發(fā)光體系已經(jīng)成功的監(jiān)測出了多種有毒氣體的濃度，如二氧化硫、一氧化碳等。另外，一般情況下，該試劑在沒有催化劑的條件下與H2O2發(fā)生反應(yīng)的速度極為緩慢，反之，兩者的反應(yīng)速度極為迅速。在該反應(yīng)中，金屬離子是其最常用的催化劑，其發(fā)光的強(qiáng)度隨著催化劑濃度的增大而增大，進(jìn)而可以對一些金屬離子進(jìn)行化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，通過該反應(yīng)可以對含有金屬離子的化合物進(jìn)行分析，并且具有最高的靈敏度。

1.4 KmnO4化學(xué)發(fā)光法

在化學(xué)發(fā)光分析法中，除了過氧化氫外，高錳酸鉀也是使用最廣泛的一種氧化劑。在酸性體系中，加入甲醛溶液可以催化該反應(yīng)將銅、鐵等氧化，從而產(chǎn)生光輻射。[1]

2 環(huán)境大氣中氣體成分的檢測

2.1 測定氮氧化物的濃度

存在于大氣中的氮氧化物主要有一氧化氮、二氧化氮等，而通過一氧化氮和臭氧發(fā)生反應(yīng)，就能測定出一氧化氮的濃度。利用相應(yīng)的還原劑將二氧化氮還原為一氧化氮，就能夠測定出二氧化氮的濃度，進(jìn)而獲得大氣中氮氧化物的總濃度。

2.2 測定臭氧的濃度

在大氣中，臭氧占據(jù)了大多數(shù)，雖然臭氧不屬于有毒氣體，但是在人們的日常生活生產(chǎn)中，臭氧有著十分密切的聯(lián)系，對大氣中臭氧的濃度進(jìn)行測定具有極其重要的意義。臭氧可以和大多數(shù)的烯烴進(jìn)行反應(yīng)，但是在實(shí)際的反應(yīng)中，烯烴作為一種氧化劑極易在相關(guān)儀器中轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，所以，在大多數(shù)的反應(yīng)中，乙烯屬于最佳的氧化劑，臭氧與其反應(yīng)可以生成甲醛，同時(shí)所呈現(xiàn)的狀態(tài)為激發(fā)。而其光輻射則是在重返基態(tài)的過程中釋放。該反應(yīng)中最關(guān)鍵的是：這個(gè)反應(yīng)所進(jìn)行的氣體分析不需要事先對氮氧化物等氣體進(jìn)行分離，對臭氧是特有的。[2]

3 小結(jié)

在大氣的監(jiān)測過程中，化學(xué)發(fā)光分析法具有極為顯著的優(yōu)勢，對于環(huán)境分析所應(yīng)具備的要求都能夠滿足，同時(shí)也能夠和其他的技術(shù)共同使用。但在實(shí)際的運(yùn)用中，該方法還存在一定的不足之處，比如：對試劑的消耗較大，所需成本較高，應(yīng)當(dāng)針對試劑的消耗問題進(jìn)行深入的研究；該方法必須和一些分離儀器共同使用，才可以達(dá)到相應(yīng)的要求；人們無法對釋放量、時(shí)間及程度等進(jìn)行精準(zhǔn)的控制；對化學(xué)發(fā)光法進(jìn)行深入的研究，開發(fā)更多的分析體系，而不單單使用上述幾種體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉世磊.化學(xué)發(fā)光分析法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（11）：46.

[2]劉美麗.大氣環(huán)境監(jiān)測中化學(xué)發(fā)光分析方法的應(yīng)用與展望[J].科技資訊，2011（34）：131.

作者簡介：馬維維（1986-），女，漢族，江蘇徐州人，大專，助理工程師，目前從事化學(xué)分析工作。