環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的儀器分析技術(shù)

田蘭紅

摘要：在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中，現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的分析方法是儀器分析方法。化學(xué)分析是人們用來了解自然物質(zhì)內(nèi)存結(jié)構(gòu)與組成的重要手段，主要是依靠化學(xué)反應(yīng)觀察分析物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)分析與儀器分析通過對方法與技術(shù)的不斷更新和改進(jìn)，尤其是一些新興儀器設(shè)備的出現(xiàn)，對于化學(xué)分析方法來說需要與其相適應(yīng)。本文就環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的儀器分析技術(shù)展開探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)境分析;儀器分析

引言

當(dāng)前，現(xiàn)代儀器分析與傳統(tǒng)的分析儀器、分析方法相比具有明顯優(yōu)勢，現(xiàn)代儀器分析能夠較為高效地應(yīng)用于復(fù)雜的環(huán)境分析中。環(huán)境分析的內(nèi)容主要是檢測土壤、水與空氣的污染指數(shù)、空氣中的無機(jī)物等。由于影響環(huán)境的因素多種多樣，環(huán)境分析的難度十分巨大。通過現(xiàn)代化儀器進(jìn)行科學(xué)、合理分析，極大地提高了環(huán)境分析的準(zhǔn)確度。

1環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)的特點(diǎn)

1.1種類繁多

環(huán)境分析的樣品多為土壤、空氣、水以及微生物等，這些物質(zhì)與人們的生活關(guān)系密切，樣品中的污染源極多，被檢測出的污染源的種類達(dá)到三百種以上，種類繁多的污染源必然將導(dǎo)致檢測工作量被加大。

1.2樣本組分的多樣性

環(huán)境介質(zhì)組成的成本隨著環(huán)境污染物種類的增加而增加，提升了環(huán)境分析樣品組成成分的復(fù)雜性。其次，由于環(huán)境污染物的形態(tài)與價(jià)態(tài)的逐漸增加，提高了環(huán)境分析的難度。以水為例，當(dāng)自然環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，水可能由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)或固態(tài)。

1.3檢測精度難以保障

檢測環(huán)境污染物的過程中，受到多種因素的影響，以往采用化學(xué)分析法進(jìn)行分析時(shí)難以有效保障檢測的精度。例如，樣品中的組分含量較低時(shí)，采用化學(xué)分析進(jìn)行檢測將難以做到精確檢測，而隨著檢測技術(shù)以及檢測儀器的不斷發(fā)展，采用儀器檢測將能夠有效保證檢測精度。

2環(huán)境無機(jī)分析中的儀器分析方法

2.1原子吸收法以及原子熒光法

對原子吸收測定方法來說，其最先出現(xiàn)的方法是火焰原子吸收方法;然后是氫化物發(fā)生原子吸收法，接下來是石墨爐原子吸收法。這一系列的原子吸收法可以測定水溶液中的元素主要有以下兩類：一類是痕量金屬元素，另一類是超痕量金屬元素。我國研究開發(fā)出的原子熒光分析儀器可以對水溶液中的以下八種金屬元素進(jìn)行測定：As元素、Sb元素、Bi元素、Ge元素、Sn元素、Se元素、Te元素以及Pb等一系列容易生成氫化合物的元素，該方法對于這些元素具有比較高的靈敏度以及準(zhǔn)確度，并且很少受到來自基體的干擾。

2.2色譜分析法

色譜分析法是環(huán)境無機(jī)分析中較為常見的一種現(xiàn)代儀器分析方法。色譜分析法的主要內(nèi)容是分離、測定樣品，并對結(jié)果進(jìn)行具體分析。因?yàn)榄h(huán)境污染物具有不同成分不相容的基本特征，且不同成分的分配系數(shù)與吸附效果具有顯著差異，能夠提高混合物分離工作的效率。采用色譜分析能夠在一定時(shí)間內(nèi)定量檢測或定性分析檢測樣品，該方式已被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境無機(jī)化學(xué)分析中。

2.3流動(dòng)注射分析以及分光光度測量

顯色反應(yīng)由于具有較高選擇性以及靈敏度的緣故而得到廣泛的運(yùn)用，當(dāng)前使用最多的屬于分光光度法，這一分析方法常用于測定非金屬離子以及金屬離子。將分光光度測測量以及流動(dòng)注射分析相結(jié)合，將測定與化學(xué)操作相結(jié)合，比如將適當(dāng)將藥品加入已經(jīng)經(jīng)過萃取或蒸餾處理的溶液中，經(jīng)定容顯色后進(jìn)行測量，這一分析技術(shù)已經(jīng)是實(shí)驗(yàn)室檢測中的常用自動(dòng)分析技術(shù)這一，在水質(zhì)檢測中得到了廣泛的使用，比如，檢測水溶液中的Fe2+、NO2-、NO3-等。這種儀器分析方法的優(yōu)勢在于能夠在極短時(shí)間內(nèi)完成分析、分析結(jié)果精度較高且對藥品的需求量不高等，同時(shí)這一檢測方法不但能使用分光光度計(jì)進(jìn)行測量，還能聯(lián)合等離子發(fā)射光譜、原子吸收等，因此具有良好的泛用性。

2.4等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜法（ICP-MS）

等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜法的離子化源是等離子發(fā)射光譜，但是該法是一種質(zhì)譜分析方法，其靈敏度明顯高于等離子體發(fā)射光譜，尤其是在測定質(zhì)量數(shù)大于100元素的時(shí)候，其靈敏度會(huì)更高。

3儀器分析技術(shù)在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的應(yīng)用和展望

3.1元素的定性定量分析

在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)領(lǐng)域，在對元素進(jìn)行定性定量分析的過程中所使用的現(xiàn)代分析儀器，多是通過無機(jī)質(zhì)譜的使用來檢測微量元素的含量，為了得到更加準(zhǔn)確的檢測結(jié)果還會(huì)使用到同位素值譜。在解析元素質(zhì)譜的過程中有一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，就是離子探針解析設(shè)備，該設(shè)備在對固體所含微量元素或者痕量元素進(jìn)行解析的時(shí)候具有非常高的準(zhǔn)確度。其中，離子探針分析儀器是比較常見的一種針對于元素質(zhì)譜分析手段的一種，該儀器具有較高的分析精度，可以較好的反映出固體材料中的痕量元素和微量元素類型，具有優(yōu)越的應(yīng)用前景，還可以采用峰位的方法對元素進(jìn)行定性分析，借助峰強(qiáng)特征對微量元素和痕量元素進(jìn)行定量分析;由于該儀器具有較高的分析精度和定性定量分析的特征，廣泛的應(yīng)用于不同行業(yè)中，不僅用于無機(jī)化學(xué)材料方面的應(yīng)用，還廣泛的應(yīng)用于地學(xué)領(lǐng)域，用于判別礦區(qū)的化學(xué)組成等。

3.2自動(dòng)化連續(xù)檢測

當(dāng)前具有自動(dòng)化連續(xù)檢測功能的分析儀器已經(jīng)在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中得到了廣泛的運(yùn)用。此類設(shè)備在具有能夠高效分析、辨別以及探究信息能力的同時(shí)，還有世界范圍追蹤的能力。同樣是由于檢測儀器具有較高先進(jìn)性的緣故，檢測過程中能夠做到連續(xù)、自動(dòng)檢測，因此能實(shí)現(xiàn)24h的檢測，極大避免了人力、物力資源的浪費(fèi)，也減少了時(shí)間的浪費(fèi)，進(jìn)而提高了檢測的效率;由于減少了人為操作，因此能夠減少檢測過程中出現(xiàn)的失誤，對保證檢測結(jié)果的精確度作用明顯。先進(jìn)的檢測儀器的使用，使得環(huán)境無機(jī)化學(xué)分析在達(dá)到了流動(dòng)連續(xù)檢測、定點(diǎn)連續(xù)檢測的同時(shí)，還能做到世界范圍的跟蹤檢測，這將給無機(jī)污染物的傳遞與轉(zhuǎn)移提供確切的證據(jù)，對環(huán)境污染的治理也是非常有價(jià)值的。

3.3無機(jī)環(huán)境的檢測

整體分析環(huán)節(jié)直接受監(jiān)測基礎(chǔ)研究與化學(xué)分析標(biāo)準(zhǔn)化的影響，化學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)際操作應(yīng)滿足環(huán)境保護(hù)要求與元素含量標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)分析、推論檢測數(shù)據(jù)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)順利進(jìn)行，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性、準(zhǔn)確性。在研究無機(jī)環(huán)境的物質(zhì)特征后，采用一定的方法測量其主要污染成分，通過控制變量的方式，研究整體變量，并檢測分析樣本的成分痕跡與表面特征。采用科學(xué)、有效的方法測量整個(gè)環(huán)境，同時(shí)定量采集實(shí)驗(yàn)室樣本與整個(gè)物質(zhì)表面特征。借助對污染物添加化學(xué)試劑，實(shí)現(xiàn)無機(jī)環(huán)境的優(yōu)化[2] 。采用現(xiàn)代儀器取樣研究環(huán)境中的無機(jī)物能夠?qū)?shù)據(jù)間的誤差有效減少，檢測實(shí)驗(yàn)中的信息數(shù)據(jù)之后，對整個(gè)環(huán)境中的變量進(jìn)行分析。綜合理論與現(xiàn)代儀器，較為全面地掌握物質(zhì)中的化學(xué)元素含量，并進(jìn)一步研究發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)因素與環(huán)境因素。

3.4環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)化

應(yīng)用更為先進(jìn)的分析儀器，能夠提供更為優(yōu)良的環(huán)境，主要表現(xiàn)在靈敏度高的分析儀器可以檢測出更多的危害元素的存在，使得相關(guān)部門加強(qiáng)治理，進(jìn)而促使環(huán)境向良好的方向發(fā)展。此外，高靈敏度的分析方法，導(dǎo)致環(huán)境中物質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)化成為了現(xiàn)實(shí)，對于控制環(huán)境污染和治理環(huán)境有著積極的推動(dòng)作用。

結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如今在很多方面上現(xiàn)代儀器分析要優(yōu)于傳統(tǒng)的分析方法及儀器，因而能夠更好地應(yīng)用于更加復(fù)雜的環(huán)境無機(jī)分析中。相關(guān)人員應(yīng)該要對現(xiàn)代儀器作用及意義進(jìn)行充分認(rèn)識，并在其中投入更多的關(guān)注，積極地探索環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的應(yīng)用效果，以促進(jìn)現(xiàn)代儀器分析作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳萬明.環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的儀器分析技術(shù)研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018.

[2] 熊義輝.現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在環(huán)境無機(jī)分析化學(xué)中的應(yīng)用[J].化工管理，2017，（22）.

（作者單位：天津國納產(chǎn)品檢測技術(shù)服務(wù)有限公司）