環(huán)境監(jiān)測(cè)中化學(xué)分析方法的應(yīng)用

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摘要：化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)等優(yōu)勢(shì)，本文主要分析了環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本步驟、分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的主要方法及化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)分析方法；環(huán)境監(jiān)測(cè)；氣相色譜–質(zhì)譜技術(shù)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境破壞呈現(xiàn)出越來(lái)越嚴(yán)重的趨勢(shì)，人們也意識(shí)到越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題帶給人類(lèi)生活的不利影響，因此，更加重視環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)，通過(guò)化學(xué)分析方法確定環(huán)境污染物的含量與種類(lèi)，污染程度、確定污染源，從而可以制定針對(duì)性的環(huán)境污染治理方法，這對(duì)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(cè)中的應(yīng)用，期望通過(guò)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(cè)中化學(xué)分析方法的優(yōu)勢(shì)

1.1對(duì)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(cè)中對(duì)于環(huán)境具有非常高的兼容性，可以監(jiān)測(cè)各種各樣的環(huán)境問(wèn)題，如監(jiān)測(cè)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(cè)不同的湖泊、海洋、河流等環(huán)境污染情況，同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)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(jiǎn)單、應(yīng)用靈活，對(duì)于環(huán)境污染監(jiān)測(cè)工作的推進(jìn)具有非常重要的作用。

1.2適用于多種物質(zhì)的監(jiān)測(cè)

由于地球生態(tài)環(huán)境中的物種種類(lèi)繁多，地球的生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)出復(fù)雜性的特點(diǎn)，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(cè)和分析，可以很好的解決環(huán)境監(jiān)測(cè)中的復(fù)雜性問(wèn)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(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性高，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境的高效治理。

2環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本步驟

環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本步驟如下：（1）根據(jù)環(huán)境保護(hù)部門(mén)的受領(lǐng)任務(wù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)的任務(wù)主要來(lái)自環(huán)境保護(hù)主管部門(mén)的相關(guān)指令委托相應(yīng)的組織、個(gè)人及檢測(cè)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)具有技術(shù)特性和明顯政府傾向的活動(dòng)，因此，一般在環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)都會(huì)下達(dá)具體的環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。（2）在環(huán)境監(jiān)測(cè)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(duì)位置、污染源的氣象環(huán)境水文等條件。（3）根據(jù)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)設(shè)計(jì)環(huán)境樣品采集方法，如實(shí)記錄樣品現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)，對(duì)樣品進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，同時(shí)整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。之后，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的具體資料對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)鶕?jù)相應(yīng)的規(guī)定給出研究報(bào)告[2]。

3化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的主要方法

3.1原子吸收和原子熒光法

近些年來(lái)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(cè)定環(huán)境中污染性較強(qiáng)的金屬元素。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)研究了原子熒光儀，通過(guò)該儀器可以快速監(jiān)測(cè)水中含有的As、Bi、Se等八種元素化合物，檢測(cè)的精度高，獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全可靠，并且檢測(cè)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(dāng)前在環(huán)境監(jiān)測(cè)中等離子體發(fā)射光譜法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，該方法尤其適合應(yīng)用在水體環(huán)境監(jiān)測(cè)中，通過(guò)該種方法可以實(shí)現(xiàn)廢水中存在的金屬離子、金屬元素的快速檢測(cè)，從而確定是否超標(biāo)。此外，在實(shí)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(shí)該方法的應(yīng)用簡(jiǎn)單，測(cè)定所需要的時(shí)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(duì)多種陽(yáng)離子、陰離子等進(jìn)行分離、定量、定性等的分析方法，該方法在應(yīng)用時(shí)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(yáng)離子交換樹(shù)脂。陰離子柱分離測(cè)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(jìn)行測(cè)定；陽(yáng)離子柱分離測(cè)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(jìn)行測(cè)定。

3.4分光光度法和流動(dòng)注射分析法

分光光度法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)，在研究中的應(yīng)用十分廣泛，備受重視。在實(shí)踐應(yīng)用中將分光光度法和流動(dòng)注射分析法相結(jié)合，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作步驟，提高了實(shí)驗(yàn)的分析精度。現(xiàn)階段，分光光度和流動(dòng)注射分析法在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中可以檢測(cè)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(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的地位越來(lái)越重要。相比于GC–MS技術(shù)，GC–MS/MS技術(shù)可對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行二次裂解，其多級(jí)反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式（MRM）可有效降低復(fù)雜樣品基質(zhì)干擾，提高檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性。近年來(lái)，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(cè)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(cè)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(duì)其在環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。GC-MS/MS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用包括空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)。

4.1在空氣環(huán)境監(jiān)測(cè)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(lèi)化合物、多氯聯(lián)苯以及揮發(fā)性有機(jī)物等，這些物質(zhì)是一種持久性的有機(jī)污染物，具有致癌、致畸、致突變等熱點(diǎn)，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(guò)呼吸道進(jìn)入人體肺部之后對(duì)人體的身體健康產(chǎn)生不良影響。當(dāng)前很多學(xué)者對(duì)該方法的應(yīng)用進(jìn)行了研究，例如，趙波等建立了GC–MS/MS檢測(cè)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(duì)空氣中的二噁英類(lèi)化合物進(jìn)行分析，物質(zhì)的檢出限在0.080~2.83pg/μL之間，可以實(shí)現(xiàn)大氣中大氣中超痕量二噁英的測(cè)定。王炳玲等建立了超聲輔助萃取—GC–MS/MS體系對(duì)空氣中的多氯聯(lián)苯進(jìn)行檢測(cè)分析，該方法的目標(biāo)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(jiǎn)單、高效、精確度和靈敏度高等特點(diǎn)。馮麗麗等構(gòu)建了熱吸附—GC–MS/MS的檢測(cè)體系，環(huán)境空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)范圍為0.00002~0.4μg/m3，該方法的檢測(cè)精度較高，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

4.2GC–MS/MS技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

水環(huán)境中的有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)主要包括硝基苯類(lèi)化合物、鄰苯二甲酸酯、有機(jī)磷農(nóng)藥和有機(jī)氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、半揮發(fā)性有機(jī)污染物等，很多學(xué)者也對(duì)此進(jìn)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(shí)現(xiàn)了7種硝基苯類(lèi)化合物的檢測(cè)，該檢測(cè)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(lèi)物質(zhì)的快速分析、篩查。朱萌萌等利用GC–MS/MS測(cè)定方法對(duì)生活用水中的鄰苯二甲酸酯類(lèi)化合物殘留量進(jìn)行測(cè)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(shí)現(xiàn)了水中的16種有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.2%~7.4%，檢測(cè)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(cè)中的應(yīng)用分析

土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括鄰苯二甲酸酯類(lèi)物質(zhì)、有機(jī)氯農(nóng)藥、得克隆類(lèi)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)特別適用于土壤環(huán)境樣品中痕量有機(jī)污染物分析。例如李紅等采用GC–MS/MS法測(cè)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(cè)結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均在14.3%以下。顏慧等采用GC–MS/MS法同時(shí)測(cè)定了土壤中20種有機(jī)氯農(nóng)藥，檢測(cè)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(lèi)似物的GC–MS/MS測(cè)定方法，滿(mǎn)足對(duì)于土壤中超痕量得克隆類(lèi)化合物測(cè)定要求[3]。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，采用化學(xué)分析方法進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)分析，可以精確確定環(huán)境中的不同污染物的種類(lèi)、不同污染物的含量等，確定環(huán)境污染的來(lái)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(guò)化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用可以進(jìn)一步改善社會(huì)的生存環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶亞南.離子色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)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(jìn)展[J].江漢大學(xué)學(xué)報(bào)(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(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)分析計(jì)量，2014,23(06):103–106.

作者：劉力 單位：衡水學(xué)院