環境檢測中化學分析方法的應用研究

齊利平

（新疆地質礦產勘查開發局第六地質大隊，新疆 哈密 839000）

現代環境檢測領域內，存在多種類型的檢測方法，如物理檢測法、化學分析法等，化學檢測法是較為常見，且應用最為廣泛的一類，通過這類檢測方法的應用，可使相關人員對環境具有更高的了解程度，從而為環境保護提供支持。所以，現代社會發展進程中，相關人員應加強對化學分析法的了解程度，只有這樣，才會根據實際需求，選擇最佳的化學分析法，以提升環境檢測效果，為環境整治奠定良好基礎。

1 環境檢測

改革開放政策實施后，我國經濟呈現出迅猛增長的態勢，不僅改善了我國人民的生活質量與水平，同時還帶來了諸多問題，環境問題是其中最為關鍵的一個。現代工業經營時，通常需要使用大量煤炭、石油等資源，這些資源運輸、存儲與使用過程中，均可能產生一定的環境破壞問題，如煤炭、石油燃燒時，會釋放出大量CO2、SO2等有害氣體，造成大氣污染；資源使用時，可能排放大量含有重金屬、有機物的工業廢水，造成水污染等。這一背景下，隨著人民生活水平的不斷提升，逐漸對生活環境提出了更高的要求，因而開始利用各種方法對自然環境予以治理與保護，環境檢測是其中至關重要的一種。通過環境檢測，了解周邊環境的具體情況，是否出現環境破壞問題及破壞情況，以此制定出相應的環境治理方案。

2 環境檢測中化學分析方法的基本概述

2.1 化學分析方法的特征

2.1.1 應用范圍廣泛

環境檢測是現代社會發展中的重要工作，有序開展這項工作，可推動現代社會向著更加良好的方向發展。而在環境檢測時，則需要利用相應的方法對環境數據予以采集與分析，以確定出環境的具體情況，而這一過程中，則需要使用到化學分析方法。對于化學分析方法來說，應用范圍非常廣泛，涉及環境檢測的方方面面，如空氣中有害氣體的檢測，土壤中重金屬的檢測，水源中有機物、重金屬的檢測等，這些物質的檢測，均可采用化學分析法[1]。

2.1.2 分析目標較為繁瑣

現代工業化發展步伐不斷加快的今天，逐漸出現了大量化學物品，據不完全統計，在現代國際領域中，化學物品的種類以達到了2 000萬，其中，約有二十分之一的物質可能對土壤、空氣、水源等造成破壞。這些物質由于結構不同，性質略有差異，導致其對環境造成不同影響，從而增加了環境檢測的難度。所以，為了更好地對環境進行檢測，必須選取合理的化學分析法，確保環境數據采集與分析的有效性，可真實、準確地分析出有害物成分情況及其在整個樣品中的占比。

2.1.3 檢測目標存在變異性

隨著地球運動和時間的不斷推移，各種物質的結構與特性也會出現一定改變，且這種改變是必然，不會因受到外界因素干擾而終止，因而給環境檢測帶來困難。化學分析法的主要原理為：通過對化學成分的變換情況，評估出環境內各種物質的具體情況。所以，在實際應用時，需要利用各種類型的檢測設備與方法，全面對環境予以檢測，以降低變異性對檢測結果的影響。

2.1.4 應用具有普遍性

隨著現代經濟的迅猛增長，國家與社會高度重視環保工作，因此，環保部門加大了對化學分析法的應用，并全面對環境進行檢測。近年來，社會各界均對環境監測進行了深入研究，研發出很多先進的檢測設備與技術，通過對這些設備與技術的應用，可大大提升檢測結果的精確性，從而將環境情況真實、準確的展示出來，以此為人類的生存與生活構建出良好的環境[2]。

2.2 化學分析方法的重要性

環境檢測工作由很多環節構成，化學分析方法是其中較為重要的環節，直接關系到整個環境檢測工作的質量。為了保證環境檢測結果的精確性與合理性，必須要加強對化學分析方法的使用。化學分析方法可從多個角度對環境情況進行評估，明確自然環境具體情況，掌握工業生產中污染源的排放狀況，以此提升環境檢測效率，降低檢測工作難度。環境檢測過程中，工作人員要根據當地工業發展情況，初步確定出污染較為嚴重的區域，并以此為基礎，對周邊污染情況予以分類，進而設置出檢測的先后順序。利用檢測，明確污染物種類，分析出造成污染的具體原因。在環境污染原因方面，根據深層機理的不同，可將其劃分成兩種類型，一種為自然因素，另一種為人為因素，但不論是哪種原因產生的污染物，均會對自然生態環境造成較大破壞。所以，想要加強對自然生態環境的保護，必須要有效對污染源進行控制，以防止出現環境破壞的問題。

另外，還應以化學分析為基礎，設計合理的環境檢測方案。在工業企業發展過程中，應針對具體情況設定相應的廢物排放區，明確污染物的具體類型，并以此為基礎，選擇合理的機械設備，加強污染物的處理，以減少污染物向外界排放。與此同時，工業企業經營時，想要滿足相關規定標準要求，環境管理機構還要利用各種途徑收集環境數據，對這些數據整理與分析后，初步評估出可能導致污染的化學成分，展示出污染的程度水平，進而制定出相應的優化方案，以加強對環境的保護[3]。

3 化學分析檢測法的選擇原則

3.1 符合分析目的

環境出現破壞時，通常伴有一定量的污染物，因而對其分析檢測過程中，應能夠準確評估出環境中污染物的水平，以真實、準確地將環境狀況展示出來。因此，應以環境檢測目標為基礎，結合檢測的精度要求，確定最佳的檢測儀器設備，以此檢測出待測水樣、土樣與空氣樣品中含有的有害物質，以及這些有害物質的具體含量等，并確定環境破壞程度。一般來說，對環境檢測時，通常采用國家標準分析法，該方法要投入大量資金，并投入較高的精力與時間，但精確度非常高。

3.2 注重材料的組成

環境檢測領域內存在多種不同類型的化學分析方法，每種方法具有不同的特點與效果。所以，在實際應用時，應針對根據環境狀況的觀察與初步分析，預測出待測樣品的組成情況，并以此為基礎，選擇最佳的化學分析方法，避免各種因素對檢測結果造成影響，確保檢測結果精確性符合要求。

3.3 精確測量待測樣品中的成分含量

各種化學分析具有不同的測量界限，相關工作人員應根據這一情況，預估出待測樣品中的成分含量，并以此為基礎，選擇符合要求的分析檢測法，確保待測成分含量處于該分析方法的檢測區間當中，同時，為了保證測量結果的精確性，還要確保樣品中各種物質的實際水平與分析方法的接線存在一定的差異。

3.4 確定化學分析法的精確度要求

想要確保檢測結果的精確性，最佳的方式是選擇標準樣品予以分析。部分人員研究中認為，對于標準物質來說，采集較為困難，為了解決這一問題，則應通過加標回收的方式予以處理，以快速獲得標準物質，但對于這一處理方式來說，可靠性較差，即便這一方式的回收率可以達到100%，以只是表示添加物質檢測時，并不會出現系統誤差，但對成分情況不明確樣品進行檢測時，而無法判定是否出現誤差。

3.5 合理使用分析方法

環境檢測是一項復雜的工作，需要對多種對環境有害的物質進行檢測，通過各種有害物質檢測結果的全面分析，以此確定出環境的破壞情況。而對于各種有害物質來說，理化性能存在較大的差異，因而在實際檢測時，難以通過單一的方式完成整個檢測工作，而要針對實際需求情況，合理使用各種分析方法，通過各種方法間的相互配合，以得到更加精確地分析結果。

4 化學分析法的應用范圍

4.1 大氣檢測

環境檢測時，化學分析法應用最為廣泛，其中，大氣檢測最為常見。具體來說，常用于檢測兩類有害物質，一種是硫化物。工業生產時，可能排放出大量的硫化氣體，如H2S、SO2等，這些硫化氣體與水接觸后，將會產生硫酸，從而對土壤與植被生長造成損害。所以，對大氣檢測時，需要檢測氣體中硫化氣體的含量。在國內，一般以三乙醇胺作為吸收實際，以高錳酸鉀或碘化鉀作為氧化劑，以此對空氣中硫化物的含量予以測量。而在國外，則選擇銀作為氧化劑，對于銀離子來說，具有水中不穩定的特性，因而利用電解AgNO3的方法，對空氣中的SO2予以測量，可得到較為精確的測量結果。二是氮化物，對該物質檢測時，原理與硫化物的檢測原理基本相同。以相應飛行器作為主要工具，將檢測劑Au帶入到高空，當Au與空氣中的NO接觸后，則會出現氧化還原反應，通過對反應后物質成分的測量，即可推算出氣體中NO的含量[4]。

4.2 水質檢測

人類生活與工業的發展，均會向自然環境排放大量污水，從而造成嚴重的水污染問題。所以，在環境檢測時，需要對水污染物進行測量。水污染物不僅包括有毒物質，而且還有金屬離子、重金屬等，通過對這些污染物的檢測，評估水污染情況。所以，對水源進行檢測時，為了保證檢測結果的準確性，需要針對不同污染物的特性，選擇多種不同的檢測分析方法。目前，隨著科學技術的快速發展，逐漸研發出很多性能良好，且功能健全的檢測儀器，這些儀器可快速、準確地檢測出水源中污染物的含量，如熒光檢測儀等，利用該儀器設備可對水中的As、Se等重金屬進行檢測，靈敏度非常高，且結果較為可靠，現代環境檢測領域，一般都采用該方法對水中的重金屬進行檢測[5]。

5 環境檢測中常見的化學分析方法

5.1 原子熒光法

原子熒光法是化學分析方法中較常見的方法，廣泛應用于水污染檢測中。該檢測方法的主要原理為：待測元素燈發射出一定強度與一定波長的光，與此同時，對待測水質進行加熱處理，不斷產生大量的蒸汽，當光穿過蒸汽后，部分特征譜線的光將會被吸收，而沒有被吸收的光澤正常穿過水蒸氣，并被單色器所收集，然后將其傳輸到光電檢測元件上，該元件對光的分析，可繪制出相應的檢測曲線，通過對該曲線的觀察，即可確定出水中是否存在某種重金屬元素，并推導出某種重金屬元素的含量。

5.2 分光光度法

環境檢測化學分析方法當中，分光光度法主要對農藥成分進行檢測。檢測時，通常采用碘化硫代丁酰膽堿（BTCI）作為底物，在丁酰膽堿酯酶的作用下，將BTCI進行分解，從而生成一定量的碘化硫代與丁酸，之后以二硫代二硝基苯甲酸（DTNB）作為顯色劑，向反應溶液內添加適量的DTNB，使其與溶液中的BTCI進行反應，得到黃色溶液，最后，在反應后的溶液內，插入分光光度計，并于412 nm處，持續對溶液的吸光度予以測量，進而推導出抑制率，以此即可確定出溶液中農藥殘留物含量的高低。若抑制率在50%以上，則表示溶液中的農藥含量較高，這時，則應繼續檢測1～3次，確保檢測結果的準確性。以甲胺磷與氧樂果為例，最低監測濃度如表1所示。

表1 甲胺磷與氧樂果的分光光度法檢測最低濃度標準

5.3 化學發光分析法

通常采用化學發光分析法對自然環境中的有機物進行分析。該方法的主要原理是：通過化學反應，物質會產生一定的化學能，并被基態分子所吸收，使其變成激發態，當其處于量子化標準后，使得物質出現了一定的化學發光現象。也就是說，在化學反應當中，將化學能轉換成了光能。具體操作時，主要通過待測樣本發光強度與反應速度進行定量分析，計算公式為：Ia=dc（t）/dt，式中，Ia表示廣德強度，dc（t）表示光子產生率。檢測過程中，發光體系至關重要，選擇合理的發光體系，可提升檢測結果的準確性。現代檢測領域當中，通常有兩種發光體，一種為魯米諾化學發光體系，常用于檢測空氣中的碳化物、硫化物的檢測；另一種為光澤精化學發光體系，用于檢測Pb、V、Ti等金屬元素的檢測。

5.4 原子發射光譜法

由物理學知識可知，物質是由原子構成的，而原子由兩部分組成，中間為原子核，其外圍包含一定量的電子，這些電子在不斷運動，且具有相應的能量，大部分原子呈現出最低的能級狀態，也就是我們常說的基態。受到激發光源的刺激后，可使基態逐漸吸收大量能量，并將這些能量傳輸給電子，使電子呈現出激發態，從而提升了原子的活躍性，在非常短的時間后，將大量能量釋放出來，并恢復到基態，而這一過程中，則會與周圍離子發生碰撞，以此對能量傳遞，并按照一定波長的電磁波形式輻射出去，通過對輻射信息的采集與分析，即可推導出物質的成分狀態。該方式具有諸多優點，如可同時對多個元素進行檢測，檢測速度快，檢出限較低等，因而廣泛應用到Na、Mg等原子的檢測當中。以Na原子為例，其能級圖如圖1所示。

圖1 Na原子能級圖

5.5 中子活化法

對于該方法來說，最先應用于考古領域，隨著該方法的成熟與完善，逐漸被應用到其他各個領域，其中包括環境檢測工作[6]。根據操作原理的不同，可將其劃分為兩種不同的方法，一種為不破壞中子活化分析法，也叫做儀器活化分析法，另一種為反應堆照射后的樣品經化學分析后，通過相應的核儀器設備，對破壞的中子活化分析。近年來，隨著科學技術的快速發展，逐漸研發出性能更加良好，功能更加健全，且分辨率更高的Ge（Li）γ譜儀，使得中子活化法的應用更加廣泛。但需要注意的是，若樣品結構較為復雜，則會對增加檢測難度，為了提升檢測結果的精確性，則應對樣品予以組分分離處理。

6 結語

綜上所述，現代環境檢測領域內，存在多種不同類型的化學分析方法，每種化學分析方法具有不同特點，操作原理略有差異，因而需要根據實際情況，選擇最佳的化學分析方法，只有這樣，才會得到精確的檢測結果，有利于對環境狀況的評估，為環境保護提供支持。