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摘要:化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用具有環(huán)境的兼容性高、適用于多種物質(zhì)監(jiān)測等優(yōu)勢,本文主要分析了環(huán)境監(jiān)測的基本步驟、分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的主要方法及化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:化學(xué)分析方法;環(huán)境監(jiān)測;氣相色譜–質(zhì)譜技術(shù)
引言
隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步,環(huán)境破壞呈現(xiàn)出越來越嚴重的趨勢,人們也意識到越來越嚴重的環(huán)境污染問題帶給人類生活的不利影響,因此,更加重視環(huán)境污染的監(jiān)測,通過化學(xué)分析方法確定環(huán)境污染物的含量與種類,污染程度、確定污染源,從而可以制定針對性的環(huán)境污染治理方法,這對于環(huán)境的改善具有非常重要的意義。因此,本文主要分析了化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用,期望通過闡述為化學(xué)分析方法的應(yīng)用提供理論支撐[1]。
1環(huán)境監(jiān)測中化學(xué)分析方法的優(yōu)勢
1.1對環(huán)境的兼容性高
化學(xué)分析方法應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測中對于環(huán)境具有非常高的兼容性,可以監(jiān)測各種各樣的環(huán)境問題,如監(jiān)測不同的盆地、高原等不同陸地的環(huán)境污染情況,也可以檢測不同的湖泊、海洋、河流等環(huán)境污染情況,同時還可以監(jiān)測大氣的環(huán)境污染情況,總之,化學(xué)分析方法的應(yīng)用非常廣泛,且方法簡單、應(yīng)用靈活,對于環(huán)境污染監(jiān)測工作的推進具有非常重要的作用。
1.2適用于多種物質(zhì)的監(jiān)測
由于地球生態(tài)環(huán)境中的物種種類繁多,地球的生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)出復(fù)雜性的特點,由此造成不同物質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)差異巨大,而化學(xué)分析方法可以適用于多種物質(zhì)的監(jiān)測和分析,可以很好的解決環(huán)境監(jiān)測中的復(fù)雜性問題。此外,化學(xué)分析方法還可以精確的分析不同物種的內(nèi)部構(gòu)造及相關(guān)的數(shù)據(jù),監(jiān)測結(jié)果準確性和可靠性高,從而實現(xiàn)環(huán)境的高效治理。
2環(huán)境監(jiān)測的基本步驟
環(huán)境監(jiān)測的基本步驟如下:(1)根據(jù)環(huán)境保護部門的受領(lǐng)任務(wù),環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)主要來自環(huán)境保護主管部門的相關(guān)指令委托相應(yīng)的組織、個人及檢測機構(gòu)等進行環(huán)境監(jiān)測,環(huán)境監(jiān)測是一項具有技術(shù)特性和明顯政府傾向的活動,因此,一般在環(huán)境監(jiān)測時都會下達具體的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)。(2)在環(huán)境監(jiān)測中,主要是掌握污染物的排放規(guī)律,分析污染源的性質(zhì)、污染源的相對位置、污染源的氣象環(huán)境水文等條件。(3)根據(jù)監(jiān)測的目標設(shè)計環(huán)境樣品采集方法,如實記錄樣品現(xiàn)場的環(huán)境監(jiān)測情況,并根據(jù)相應(yīng)的程序采用化學(xué)分析方法完成監(jiān)測,對樣品進行分析監(jiān)測,同時整理監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計檢驗。之后,結(jié)合環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)場的具體資料對環(huán)境監(jiān)測結(jié)果進行解釋,根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定給出研究報告[2]。
3化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的主要方法
3.1原子吸收和原子熒光法
近些年來原子吸收技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,應(yīng)用這種方法可以快速測定環(huán)境中污染性較強的金屬元素。當前我國已經(jīng)研究了原子熒光儀,通過該儀器可以快速監(jiān)測水中含有的As、Bi、Se等八種元素化合物,檢測的精度高,獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)安全可靠,并且檢測結(jié)果受到外部環(huán)境的影響較小。
3.2等離子體發(fā)射光譜法
當前在環(huán)境監(jiān)測中等離子體發(fā)射光譜法的應(yīng)用越來越廣泛,該方法尤其適合應(yīng)用在水體環(huán)境監(jiān)測中,通過該種方法可以實現(xiàn)廢水中存在的金屬離子、金屬元素的快速檢測,從而確定是否超標。此外,在實踐應(yīng)用中,等離子體發(fā)射光譜法的靈敏度、精確度都很高,同時該方法的應(yīng)用簡單,測定所需要的時間短。
3.3離子色譜法
離子色譜法(IC)就是以離子交換原理為指導(dǎo)連續(xù)對多種陽離子、陰離子等進行分離、定量、定性等的分析方法,該方法在應(yīng)用時需要以鹽酸溶液作為淋洗液,并且在分離柱中填充低容量的陽離子交換樹脂。陰離子柱分離測定的離子包括氟離子(F-)、溴離子(Br-)、硫酸根離子(SO42-)、硝酸根離子(NO3-)等進行測定;陽離子柱分離測定的離子包括銨鹽離子(NH4+)、鈉離子(Na+)、鎂離子(Mg2+)等活潑金屬離子進行測定。
3.4分光光度法和流動注射分析法
分光光度法具有靈敏度高、選擇性強等特點,在研究中的應(yīng)用十分廣泛,備受重視。在實踐應(yīng)用中將分光光度法和流動注射分析法相結(jié)合,簡化了實驗操作步驟,提高了實驗的分析精度?,F(xiàn)階段,分光光度和流動注射分析法在水質(zhì)監(jiān)測中可以檢測的離子包括硝酸根離子(NO3-)、銨鹽離子(NH4+)、氟離子(F-)、鉻酸根離子(CrO42-)、鎂離子(Mg2+)、鋅離子(Zn2+)、鎘離子(Cd2+)等。
3.5氣相色譜–質(zhì)譜(GC–MS)技術(shù)
GC–MS技術(shù)具有高靈敏度、適用范圍寬、選擇性高等特點,在環(huán)境監(jiān)測中的地位越來越重要。相比于GC–MS技術(shù),GC–MS/MS技術(shù)可對目標物進行二次裂解,其多級反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM)可有效降低復(fù)雜樣品基質(zhì)干擾,提高檢測靈敏度和準確性。近年來,GC–MS/MS技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,已經(jīng)成為環(huán)境監(jiān)測工作中不可或缺的一大利器。
4化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
由于化學(xué)分析方法較多,以GC-MS/MS技術(shù)為例對其在環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用。GC-MS/MS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用包括空氣環(huán)境監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、土壤環(huán)境監(jiān)測。
4.1在空氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
空氣環(huán)境中的污染物主要為多環(huán)芳烴、二噁英類化合物、多氯聯(lián)苯以及揮發(fā)性有機物等,這些物質(zhì)是一種持久性的有機污染物,具有致癌、致畸、致突變等熱點,分布十分廣泛,并且在大氣中十分容易形成顆粒物質(zhì),通過呼吸道進入人體肺部之后對人體的身體健康產(chǎn)生不良影響。當前很多學(xué)者對該方法的應(yīng)用進行了研究,例如,趙波等建立了GC–MS/MS檢測環(huán)境空氣中多環(huán)芳烴的方法。張利飛等基于GC–MS/MS法對空氣中的二噁英類化合物進行分析,物質(zhì)的檢出限在0.080~2.83pg/μL之間,可以實現(xiàn)大氣中大氣中超痕量二噁英的測定。王炳玲等建立了超聲輔助萃取—GC–MS/MS體系對空氣中的多氯聯(lián)苯進行檢測分析,該方法的目標物可以在30min之內(nèi)完成分離,并且物質(zhì)的檢出限在0.0003~0.2080ng/g,該方法在應(yīng)用中具有簡單、高效、精確度和靈敏度高等特點。馮麗麗等構(gòu)建了熱吸附—GC–MS/MS的檢測體系,環(huán)境空氣中的揮發(fā)性有機物檢測范圍為0.00002~0.4μg/m3,該方法的檢測精度較高,檢測結(jié)果準確可靠。
4.2GC–MS/MS技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
水環(huán)境中的有害物質(zhì)監(jiān)測主要包括硝基苯類化合物、鄰苯二甲酸酯、有機磷農(nóng)藥和有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、半揮發(fā)性有機污染物等,很多學(xué)者也對此進行了研究。董云淵等采用聚苯乙烯微球固相萃取的方法及結(jié)合GC–MS/MS方法,實現(xiàn)了7種硝基苯類化合物的檢測,該檢測方法的提取效率高、重現(xiàn)性好,十分適合環(huán)境樣品中硝基苯類物質(zhì)的快速分析、篩查。朱萌萌等利用GC–MS/MS測定方法對生活用水中的鄰苯二甲酸酯類化合物殘留量進行測定,該方法的重現(xiàn)性好。任琳等以固相萃取結(jié)合GC–MS/MS法,實現(xiàn)了水中的16種有機氯和有機磷農(nóng)藥的檢測,檢測過程中,檢測結(jié)果的相對標準偏差(RSD)為2.2%~7.4%,檢測方法的選擇性好、靈敏度高。
4.3GC–MS/MS方法在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用分析
土壤環(huán)境監(jiān)測主要包括鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)、有機氯農(nóng)藥、得克隆類物質(zhì)、多環(huán)芳烴以及多氯聯(lián)苯等,GC–MS/MS法由于具有靈敏度高、抗干擾能力強等優(yōu)點特別適用于土壤環(huán)境樣品中痕量有機污染物分析。例如李紅等采用GC–MS/MS法測定了土壤中6種鄰苯二甲酸酯。檢出限為0.1~0.5μg/kg,監(jiān)測結(jié)果的相對標準偏差(RSD)均在14.3%以下。顏慧等采用GC–MS/MS法同時測定了土壤中20種有機氯農(nóng)藥,檢測結(jié)果的靈敏度高。劉合歡等建立了11種得克隆及其結(jié)構(gòu)類似物的GC–MS/MS測定方法,滿足對于土壤中超痕量得克隆類化合物測定要求[3]。
5結(jié)語
綜上所述,當前環(huán)境問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的熱點問題,采用化學(xué)分析方法進行環(huán)境監(jiān)測分析,可以精確確定環(huán)境中的不同污染物的種類、不同污染物的含量等,確定環(huán)境污染的來源,從而為環(huán)境治理政策的制定提供數(shù)據(jù)支撐,總之,通過化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用可以進一步改善社會的生存環(huán)境,促進社會的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1]陶亞南.離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用研究[J].環(huán)境與發(fā)展,2018,30(02):151-153.
[2]談靜,劉瓊玉,姜郡亭,等.大氣顆粒物化學(xué)組分分析技術(shù)研究進展[J].江漢大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014(06):9-14.
[3]張慧麗,王建華,劉靖靖,等.氣相色譜–串聯(lián)質(zhì)譜在食品農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用進展[J].化學(xué)分析計量,2014,23(06):103–106.
作者:劉力 單位:衡水學(xué)院