環(huán)境監(jiān)測(cè)化學(xué)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其應(yīng)用

周雄

摘 要：本文首先概述了環(huán)境監(jiān)測(cè)中的化學(xué)計(jì)量方法，接著對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)化學(xué)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相關(guān)概念進(jìn)行了闡述，最后對(duì)化學(xué)計(jì)量中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)；化學(xué)計(jì)量；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；應(yīng)用

近年環(huán)境的監(jiān)測(cè)方式迅速迭代帶動(dòng)了分析技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前來(lái)說(shuō)，分析環(huán)境監(jiān)測(cè)成效方式有六個(gè)分類，分別是電化學(xué)分析，光學(xué)分析，色譜分析，化學(xué)分析，流動(dòng)注射分析及中子活化分析。各種分析方式都有其局限性，因此我們應(yīng)深入研究常規(guī)監(jiān)測(cè)環(huán)境的各種方式，讓分析方式及環(huán)境監(jiān)測(cè)利用率都得以提升，確保環(huán)境監(jiān)測(cè)能得到傳統(tǒng)分析方式的有力支撐。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)中的化學(xué)計(jì)量法概述

化學(xué)計(jì)量法是以容量分析及重量分析為核心的分析方式，兩種分析法各有優(yōu)缺點(diǎn)，容量法不夠靈敏，但是比較準(zhǔn)確、迅速、過(guò)程簡(jiǎn)便，實(shí)際應(yīng)用比較多，特別是測(cè)定水重一些化學(xué)物質(zhì)方面；重量法在測(cè)定濃度較低的污染物時(shí)，精準(zhǔn)度不夠，并且操作比較復(fù)雜，實(shí)際用來(lái)測(cè)定生產(chǎn)性粉塵、煙塵、總懸浮顆粒及降塵量等。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)化學(xué)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相關(guān)概念

2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定義

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要用來(lái)為材料、評(píng)價(jià)方式及校準(zhǔn)儀器進(jìn)行賦值，具有一種或多種被確定的及非常均勻的特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)樣品的一種或者多種生物的、工程技術(shù)、物理化學(xué)的特征足夠均勻，并經(jīng)過(guò)了相關(guān)檢定，有權(quán)威證書對(duì)其性能數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明的樣品。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分類

當(dāng)前進(jìn)行檢測(cè)工作時(shí)，按照用途對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)劃分兩類：一類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用于控制質(zhì)量，這類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有著不確定度及保證值，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，只需結(jié)果不超過(guò)不確定度的范圍即為可靠，通常在驗(yàn)證分析方法、檢定設(shè)備性能及考核測(cè)試能力時(shí)使用到；另外一類在工作中使用的標(biāo)準(zhǔn)，用于標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作，技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)的公司生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)溶液會(huì)使用到，用來(lái)準(zhǔn)確的定容及稱量多種高標(biāo)準(zhǔn)純度的物質(zhì)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特征

作為國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)發(fā)布的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)有著下列特點(diǎn)：準(zhǔn)確定值：需有經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人士，在擁有優(yōu)良儀器設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室中來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特性數(shù)值，這一數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定制應(yīng)該非常精確。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值、認(rèn)證單位、編號(hào)、名稱和有效期等屬性進(jìn)行介紹的說(shuō)明文件。穩(wěn)定的性質(zhì)：特性值在有效期及特定的環(huán)境中，需要持續(xù)保持在一個(gè)有效的范圍之中。物質(zhì)均勻性：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的一個(gè)主要特點(diǎn)就是物質(zhì)極其均勻，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一般取樣量都會(huì)限定在特定的范圍，說(shuō)明書中會(huì)給出檢驗(yàn)均勻性的最小取樣量。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)化學(xué)計(jì)量中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的應(yīng)用

3.1 常用的測(cè)量方法

檢測(cè)環(huán)境時(shí)通常使用化學(xué)計(jì)量的方式進(jìn)行測(cè)試。待測(cè)定的對(duì)象主要是苯、銅、汞等化學(xué)元素或者復(fù)合物。根據(jù)計(jì)量學(xué)來(lái)說(shuō)，一般會(huì)使用間接及直接測(cè)量法來(lái)進(jìn)行測(cè)定工作，一般最常用的還是間接測(cè)量，直接測(cè)量法在監(jiān)測(cè)環(huán)境時(shí)很少用到，間接測(cè)量就是測(cè)量值只有知道被測(cè)量及測(cè)量函數(shù)關(guān)系其他量時(shí)才能得到。比如測(cè)定分光光度時(shí)，需要對(duì)吸光度進(jìn)行測(cè)定，然后根據(jù)其和被測(cè)量物質(zhì)濃度的函數(shù)關(guān)系，被測(cè)物的濃度就可以通過(guò)計(jì)算得到。還有像容量分析方法中，滴定用物質(zhì)及被測(cè)物的量之間有摩爾量相等函數(shù)關(guān)系，被測(cè)物的量就能夠通過(guò)測(cè)量滴定所用物質(zhì)的量來(lái)計(jì)算得到。而直接測(cè)量法就能夠通過(guò)天平來(lái)測(cè)量出來(lái)，屬于被測(cè)量物的值被直接獲取的方式。

從量值轉(zhuǎn)移渠道來(lái)看，在以重量法確定懸浮物這種直接測(cè)量方法時(shí)，轉(zhuǎn)移量直接以砝碼及天平進(jìn)行傳遞，在間接測(cè)量如分光光度法時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)材料及分光光度計(jì)進(jìn)行重量轉(zhuǎn)移。該標(biāo)準(zhǔn)材料用于被測(cè)量物和測(cè)量物之間換算關(guān)系的確定。通過(guò)使用滴定管及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)體積分析方法的體積轉(zhuǎn)移。滴定物質(zhì)可以直接使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，滴定物質(zhì)的濃度可以用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)，對(duì)使用量進(jìn)行計(jì)算。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用舉例

在分光光度法測(cè)定鉻中，標(biāo)準(zhǔn)曲線采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重鉻酸鉀來(lái)制作，即比爾定律中的吸光系數(shù)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)確定，把函數(shù)關(guān)系中的斜率先確定下來(lái)。如果標(biāo)準(zhǔn)曲線不可以用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)直接確定時(shí)，也能采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線制作所用的物質(zhì)進(jìn)行確定，比如測(cè)定大氣中的二氧化硫時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不能用亞硫酸鈉，但是標(biāo)準(zhǔn)曲線是用亞硫酸鈉溶液制作的，因此可以用碘酸鉀來(lái)確定。在分析容量時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重鉻酸鉀可以用以測(cè)定化學(xué)需氧量，因?yàn)槭潜车?，?duì)硫酸亞鐵背滴校準(zhǔn)時(shí)可以使用重鉻酸鉀；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)碳酸鈣可用于滴定材料乙二胺四乙酸二鈉的校準(zhǔn)。

3.3 應(yīng)用注意點(diǎn)

監(jiān)測(cè)環(huán)境中如果用到化學(xué)計(jì)量時(shí)，有兩種標(biāo)準(zhǔn)材料可供使用：一種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是用來(lái)控制質(zhì)量的，其有著相應(yīng)的不確定度及保證范圍，在日常工作中，測(cè)定結(jié)果只要在不確定度及保證范圍內(nèi)，都可以認(rèn)定為可靠的，根據(jù)這種原則，這種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)還能夠用來(lái)驗(yàn)證分析方式、檢驗(yàn)設(shè)備性能及考核測(cè)試能力等；另外一類在工作中使用的標(biāo)準(zhǔn)，用于標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作，技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)的公司生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)溶液會(huì)使用到，用來(lái)準(zhǔn)確的定容及稱量多種高標(biāo)準(zhǔn)純度的物質(zhì)。

總體而言，在監(jiān)測(cè)環(huán)境過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有著至關(guān)重要的作用，并且還關(guān)系到控制實(shí)驗(yàn)質(zhì)量、工作標(biāo)準(zhǔn)溶液校核及監(jiān)測(cè)方式的可行性等方面，屬于傳遞量值的源頭物質(zhì)，也是不確定報(bào)告測(cè)量評(píng)定過(guò)程中不能或缺的一部分。

參考文獻(xiàn)：

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