環境無機分析化學中關于現代儀器分析的應用與展望

張莉ZHANG Li；郝敬宇HAO Jing-yu

（①國核維科鋯鉿有限公司，南通 226000；②維維食品飲料股份有限公司，徐州 221000）

（①State Nuclear WEC Zirconium Hafnium Co.，Ltd.，Nantong 226000，China；②VV Food and Beverage Co.，Ltd.，Xuzhou 221000，China）

0 引言

復雜多變的環境無機分析使得以往的分析方法和分析儀器發揮不了多大的作用，這也奠定了現代儀器分析的應用價值，促使現代儀器分析更快更好地應用到了環境無機分析化學中。本文就此展開研究。

1 特點分析

1.1 種類繁多 在環境分析的檢測樣品中，首先其來源是十分廣泛的，其次，其樣品的種類也是相當的復雜的。環境監測分析的對象往往包括了與人類生活質量和健康質量相關的空氣、水體、土壤，還有就是生物體及其代謝物和固體廢渣等等。根據相關報道顯示，當前已經存在的室內的污染物已經超過300 多種，其中包括在全球范圍內引起廣泛關注的污染物多氯聯苯。根據理論結算結果，多氯聯苯的異構體總共有210 個，當前已經鑒定出了102 個[1]。

1.2 樣品組分復雜 人們的日常生產活動以及生活活動都不斷地向環境中排放著各種各樣的污染物，使得環境中含有了十種到數百種不同的化合物。這也在很大程度上使得環境介質的組成成分變的越來越復雜。除此以外，環境中污染物存在的價態和形態也表現出了多樣性。某些特定的物質，比如最普通常見的水，在不同的自然環境中，都會出現氣態、液態和固體等三種形態。

1.3 樣品組分穩定性差 環境污染物樣品的特點還包括較差的穩定性。一般來講，其特有的物理、生物、化學特性在一定程度上影響了其穩定性。但更多的是由于其樣品的復雜性，以及各種污染物之間的相互作用，而且在不同的環境介質中，污染物還在不斷地進行遷移、轉化，再加上樣品在采集、存儲、轉移和分離的環節中，由于試劑、容器的原因，也影響著樣品的組分含量，使其不斷發生改變[2]。

1.4 檢測組分含量低 檢測樣品中，進行檢測的組分含量往往是比較低的，一般情況下都是屬于痕量甚至超痕量級別的，檢測組分的含量十分低，檢測組分更不容易被發現，這也對檢測方式和儀器提出了更高的要求。

2 常用現代儀器分析方法

2.1 原子熒光法 原子熒光技術包括氫化物原子吸收、火焰原子吸收和石墨爐原子吸收，這些技術能夠檢測水中大多數的痕量、超痕量的金屬元素。我國自行研制的原子熒光儀器能夠同時對水中的As、Te、Sb、Ge、Bi、Sn、Pb、Se 八種元素的化合物進行測定。而且其對于這些容易發生為氫化合物的元素分析具有較高的靈敏度以及準確度，對于基體的干擾較小。我國的環境科學工作中還利用了中子活化分析技術和X-射線熒光光譜技術破解了百年前的光緒皇帝的死因，通過測定其殘骸的毛發、遺骸和骨骼，分析發現光緒皇帝是死于As 中毒[3]。

2.2 色譜分析法 色譜分析法是通過對檢測樣品進行高效快速的分離，對樣品進行分析的。它是利用混合物中各種成分之間互不相容的特性，根據其吸附能力或者分配系數以及其他的親和作用之間的差異性，對其進行分離和測定的方法。通過色譜分析法能夠同時對檢測樣品進行定性和定量的分析。環境無機分析化學中，比較常用的是氣相色譜分析法和高效液相分析法。

2.3 ICP-AES ICP-AES 即等離子發射光譜法，它對于水基體成分的清潔效果顯著，而且還能夠對廢水中的金屬、底質以及生物樣品中的多種元素同時進行測定。它不僅具有良好的靈敏度和準確度，而且檢測的效率較高，一次檢測，可以檢測出10 至30 個元素。

2.4 ICP-MS ICP-MS 即等離子發射光譜—質譜法，它是以ICP 作為離子化源的質譜分析方法，它具有的靈敏度比ICP-AES 方法更高，基本相差2-3 個級別，尤其是針對那些測定的質量數達到100 以上的元素，它具有的靈敏度更高，其檢出限更低。

2.5 分光光度法和流動性注射分析技術 分光光度法對于研究高靈敏度和高選擇性的顯色反應具有良好的效果。而且，將分光光度法與流動性注射分析技術結合，使得很多化學操作，比如萃取、蒸餾、試劑的添加等，以及定容顯色、測定有效的融為一體。這項技術能夠進行自動的分析，廣泛應用于水質在線自動檢測。它只需要少量的樣品，就能夠快速、高精度地進行分析，而且還能夠一定程度的節約試劑，能夠有效地緩解測試人員體力勞動。

2.6 離子色譜法 所謂的離子色譜法就是針對水環境中常見的陰陽離子，通過將其分離進行測定的新興技術。這種方法具有良好的選擇性以及靈敏度，可以通過一次檢測同時對多種成分進行測定。其中，通過電導檢測器以及陰離子分離器可能實現對等離子的測定，通過陽離子分離柱可以實現對I-、CN-、S2-等離子以及某些特定有機化合物的測定。

3 應用與展望

3.1 元素定性定量分析 環境無機分析化學中，現代儀器分析在元素定性定量分析方面的應用主要是利用無機質譜對微量元素的含量進行測定，以及利用同位素質譜對同位素的豐度進行精確的測定。其中，離子探針分析儀器是元素質譜分析中的一種，它是一種高精確度的分析技術。對于固體材料中的微量元素以及痕量元素具有良好的分析效果，還能夠應用峰位對元素進行定性的分析，應用峰強進行定量的分析。

3.2 環境監測標準 當今的環境監測標準中的分析方法大多數都是應用現代儀器。最近幾年研究的環境標準參考物質基本是通過痕量元素的數據來評估環境的質量。由于高靈敏度的分析方法，使得環境的標準物質定值工作變成了現實，這也使得對于環境的檢測與控制有跡可循。

3.3 痕量與超痕量污染分析 對于環境分析的新要求之一就是對超痕量級別的污染物含量進行準確的測定。這就使得現代儀器分析在環境無機分析化學中的應用獲得了更廣泛的應用領域。通過研究制定一種能夠適用于大氣、土壤、水體、食品以及生命體中含量低至痕量甚至超痕量的污染物分析方法，對于無機環境的分析和檢測是具有重要的意義的。它不僅具有高靈敏度，良好的選擇性，而且能夠快速的對所要檢測的痕量、超痕量物質進行檢測，尤其是對“三致”物質的檢測。現代儀器分析的應用有可能使這些變為可能，而且成功地應用到環境研究和監測分析中。

3.4 檢測技術連續自動化 如今的環境監測分析方式已經從經典化學分析逐漸地過渡到了儀器分析階段，傳統的手工操作也逐漸地被連續自動化的操作所取代。當前已經存在很多的現代儀器分析方式能夠實現連續自動化的監測操作。而且現代儀器分析的應用，也實現了定點和流動連續的監測，還可以全球性地進行跟蹤監測，能夠對污染物的轉移、傳遞過程進行更加深入、更加全面的了解，能夠更好地提供環境信息，使得分析能力和相關研究的水平大大地提高。

4 結束語

本文通過環境無機分析的特點、常用的現代儀器分析方法和相關的應用和展望對環境無機分析化學中關于現代儀器分析的應用與展望進行了研究，希望對于現代儀器分析的應用有一定的促進作用。

[1]裴廣領，葉昭艷，嚴輝，楊燕敏，甘靜蘭.現代儀器分析在環境無機分析化學中的應用與發展[J].化學工程與裝備，2011，04：121-122.

[2]陳素清，梁華定.無機及分析化學課程教學體系及教學內容的思考及實踐[J].化工高等教育，2011，04：43-49.

[3]李贊忠，喬子榮.現代儀器分析及其發展趨勢[J].內蒙古石油化工，2011，21：1-4.