環境監測化學計量的標準物質及其應用

周雄

摘 要：本文首先概述了環境監測中的化學計量方法，接著對環境監測化學計量的標準物質的相關概念進行了闡述，最后對化學計量中標準物質的應用進行了分析。

關鍵詞：環境監測；化學計量；標準物質；應用

近年環境的監測方式迅速迭代帶動了分析技術的發展。當前來說，分析環境監測成效方式有六個分類，分別是電化學分析，光學分析，色譜分析，化學分析，流動注射分析及中子活化分析。各種分析方式都有其局限性，因此我們應深入研究常規監測環境的各種方式，讓分析方式及環境監測利用率都得以提升，確保環境監測能得到傳統分析方式的有力支撐。

1 環境監測中的化學計量法概述

化學計量法是以容量分析及重量分析為核心的分析方式，兩種分析法各有優缺點，容量法不夠靈敏，但是比較準確、迅速、過程簡便，實際應用比較多，特別是測定水重一些化學物質方面；重量法在測定濃度較低的污染物時，精準度不夠，并且操作比較復雜，實際用來測定生產性粉塵、煙塵、總懸浮顆粒及降塵量等。

2 環境監測化學計量的標準物質的相關概念

2.1 標準物質的定義

標準物質主要用來為材料、評價方式及校準儀器進行賦值，具有一種或多種被確定的及非常均勻的特點。標準樣品的一種或者多種生物的、工程技術、物理化學的特征足夠均勻，并經過了相關檢定，有權威證書對其性能數據進行說明的樣品。

2.2 標準物質的分類

當前進行檢測工作時，按照用途對標準物質劃分兩類：一類標準物質用于控制質量，這類標準物質有著不確定度及保證值，在進行測試時，只需結果不超過不確定度的范圍即為可靠，通常在驗證分析方法、檢定設備性能及考核測試能力時使用到；另外一類在工作中使用的標準，用于標準滴定溶液及標準曲線的制作，技術監督部門授權的公司生產標準溶液會使用到，用來準確的定容及稱量多種高標準純度的物質。

2.3 標準物質的特征

作為國家計量機構發布的計量標準，應當有著下列特點：準確定值：需有經驗豐富的專業人士，在擁有優良儀器設備的實驗室中來確定標準物質的特性數值，這一數值作為標準物質的定制應該非常精確。標準物質證書：對標準物質的標準值、認證單位、編號、名稱和有效期等屬性進行介紹的說明文件。穩定的性質：特性值在有效期及特定的環境中，需要持續保持在一個有效的范圍之中。物質均勻性：標準物質的一個主要特點就是物質極其均勻，標準物質一般取樣量都會限定在特定的范圍，說明書中會給出檢驗均勻性的最小取樣量。

3 環境監測化學計量中標準物質的應用

3.1 常用的測量方法

檢測環境時通常使用化學計量的方式進行測試。待測定的對象主要是苯、銅、汞等化學元素或者復合物。根據計量學來說，一般會使用間接及直接測量法來進行測定工作，一般最常用的還是間接測量，直接測量法在監測環境時很少用到，間接測量就是測量值只有知道被測量及測量函數關系其他量時才能得到。比如測定分光光度時，需要對吸光度進行測定，然后根據其和被測量物質濃度的函數關系，被測物的濃度就可以通過計算得到。還有像容量分析方法中，滴定用物質及被測物的量之間有摩爾量相等函數關系，被測物的量就能夠通過測量滴定所用物質的量來計算得到。而直接測量法就能夠通過天平來測量出來，屬于被測量物的值被直接獲取的方式。

從量值轉移渠道來看，在以重量法確定懸浮物這種直接測量方法時，轉移量直接以砝碼及天平進行傳遞，在間接測量如分光光度法時，使用標準材料及分光光度計進行重量轉移。該標準材料用于被測量物和測量物之間換算關系的確定。通過使用滴定管及標準物質實現體積分析方法的體積轉移。滴定物質可以直接使用標準物質，滴定物質的濃度可以用標準物質校準，對使用量進行計算。

3.2 標準物質應用舉例

在分光光度法測定鉻中，標準曲線采用標準物質重鉻酸鉀來制作，即比爾定律中的吸光系數用標準物質來確定，把函數關系中的斜率先確定下來。如果標準曲線不可以用標準物質直接確定時，也能采用標準物質對標準曲線制作所用的物質進行確定，比如測定大氣中的二氧化硫時，標準物質不能用亞硫酸鈉，但是標準曲線是用亞硫酸鈉溶液制作的，因此可以用碘酸鉀來確定。在分析容量時，標準物質重鉻酸鉀可以用以測定化學需氧量，因為是背滴，對硫酸亞鐵背滴校準時可以使用重鉻酸鉀；標準物質碳酸鈣可用于滴定材料乙二胺四乙酸二鈉的校準。

3.3 應用注意點

監測環境中如果用到化學計量時，有兩種標準材料可供使用：一種標準物質是用來控制質量的，其有著相應的不確定度及保證范圍，在日常工作中，測定結果只要在不確定度及保證范圍內，都可以認定為可靠的，根據這種原則，這種標準物質還能夠用來驗證分析方式、檢驗設備性能及考核測試能力等；另外一類在工作中使用的標準，用于標準滴定溶液及標準曲線的制作，技術監督部門授權的公司生產標準溶液會使用到，用來準確的定容及稱量多種高標準純度的物質。

總體而言，在監測環境過程中，標準物質有著至關重要的作用，并且還關系到控制實驗質量、工作標準溶液校核及監測方式的可行性等方面，屬于傳遞量值的源頭物質，也是不確定報告測量評定過程中不能或缺的一部分。

參考文獻：

[1]申彥.淺析標準物質在環境監測中的應用[J].黑龍江科技信息，2011（09）：20.

[2]賴軍.環境標準物質在環境監測中的應用[J].企業科技與發展，2010（12）：43-44.