分析化学在环境样品分析中的应用研究_萨仁其其格.pdf

202313环境工程57Modern Chemical Research当代化工研究202313环境工程57Modern Chemical Research当代化工研究分析化学在环境样品分析中的应用研究萨仁其其格 通拉嘎（呼和浩特民族学院 内蒙古 010000）摘要：在改革开放等有关政策的推动下，我国各行各业都得到了快速发展，虽为国家经济实力提升及人民生活水平质量的提高作出了贡献，但也对生态环境造成了严重的破坏。当下资源紧缺以及环境恶劣等问题逐渐突显，国家及社会各界群体意识到环境保护的重要性。本文结合相关文献资料，以系统性分析的方式分别概述分析化学与环境样品分析的概况，并基于分析化学法选择的原则对多种分析化学法进行介绍，探究分析化学在水体、空气、废气及土壤等环境样品分析中的应用情况。关键词：分析化学；环境样品；应用中图分类号：X830 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.13.019Study on the Application of Analytical Chemistry in the Analysis of Environmental SamplesSarenqiqige,Tonglaga(Hohhot Minzu College,Inner Mongolia,010000)：Under the promotion of reform and opening up and other related policies,all walks of life in China have developed rapidly.Although it has contributed to the improvement of the national economic strength and the quality of peoples living standards,it has also caused serious dam-age to the ecological environment.At present,problems such as shortage of resources and bad environment are becoming more and more prominent,and the country and all walks of life realize the importance of environmental protection.In this paper,the general situation of analytical chemistry and environmental sample analysis is summarized by systematic analysis,and various analytical chemistry methods are introduced based on the principle of analytical chemistry method selection,so as to explore the application of analytical chemistry in the analysis of environmental samples such as wa-ter,air,waste gas and soil.Key words：analytical chemistry；environmental samples；application在科学技术快速发展的今天，人们开始意识到环境质量的重要性，环境保护意识随之不断增强。如何做好环境保护工作是当下国家发展及社会建设的重要工作事项。在此类工作的开展中，环境样品分析能够为环境保护提供准确的数据信息，其已成为当下我国在环境保护工作开展的重要依据。环境样品分析是一项技术含量较高的工作，为充分发挥环境样品分析在环境监测及环境保护等各项工作开展中的价值与意义，选取分析化学进行研究，结合多种分析化学法探讨环境样品分析中分析化学的应用，能够凸显分析化学实践应用的价值与意义，进一步丰富相关研究理论，为开展科学有效的环境样品分析工作提供参考。1.分析化学与环境样品分析概述（1）分析化学的基本概况。分析化学可视为多种化学分析法的结合体，其代表了离子色谱、分光光度、滴定分析、原子荧光光谱及质谱等多种化学分析法，图1为分析化学法的基本架构1。从环境样品分析的层面来看，为实现对多种环境物质的精准检测，分析化学能够准确分析并提取自然环境中多种物质成分与信息，在其复杂的成分构成中明确不同环境物质的含量，为环境污染治理提供准确的数据信息作为支撑，由此体现出分析化学在生态环境建设及生态环境保护中的重要性，多项与环境保护相关的工作都要以分析化学为基础，从中展现出分析化学良好的发展前景2。图1 分析化学法的基本架构（2）环境样品分析的基本概况。环境样品分析是根据科学化方法来对环境物质的质量和相关指标进行分析，从而深入了解并掌握环境相关数据信息。环境样品分析是一项技术性工作，也能将其看作为一项先进科学技术的运用，在实际运用当中，需要建立起专Abstract202313环境工程58Modern Chemical Research当代化工研究202313环境工程58Modern Chemical Research当代化工研究业化的环境样品分析部门，并由专业人员来履行相关职责，从而才能够体现出该项工作的效能与作用。因环境的时间性与空间性变化特点，就会使得环境污染会根据时间和空间而进行变化，而环境样品分析正是能够以连续不断监测及采样方式来获取环境污染相关数据信息，从而才能够在环境保护中得到广泛应用3。2.环境样品化学分析方法的选择原则（1）分析方法的检测限。分析化学法的应用范围主要在环境样品分析中，归属为环境检测的工作范畴，在实际应用中，方法的选择需结合实际分析的环境样品类型来选择相应的分析仪器，从而满足环境样品分析的相关需求。同时，需明确分析目的，以了解污染物的成分与含量为例，结合不同环境样品的特性，基于相应的国家标准来选择合适的分析化学法，为实现对相关数据信息的准确分析，确保分析结果的精度符合国家标准，选择国标法，从材料组成的角度进行充分考虑，准确界定不同分析化学法的效能，了解不同分析方法在实际检测中的上下限，确保实际检测与分析结果在上下限范围内4。（2）分析方法的精确度。分析化学法在环境样品分析中的效能及作用能否充分发挥，关键在于使用的试剂是否标准，进而才能保证方法的精确度。多数学者表示标准物质获取具有一定的难度，要想在短时间内确定样品成分与含量，可选用加标回收法，但基于多项实践研究的结果来看，加标回收在实际分析中，稳定性与可靠性较差，即便回收率为100%，也无法体现方法的精确度，难以说明测定未知样品时没有系统误差。因此，为实现分析化学法的有效应用，在实际分析中，需结合不同的环境样品特性，选取合适的分析方法，并明确方法的精确度，立足于实际才能使分析化学在环境样品分析中的应用更具针对性、有效性及适用性。3.化学分析方法及环境样品分析中的应用(1)化学分析法滴定分析法。化学分析法中最常规的方法就是滴定分析法，其在化学分析领域中被称为容量分析法，分析的原理是选取已知浓度的试剂作为标准溶液，选取测试样品，将溶液以滴定的方式滴加至被测样品溶液中，试剂的滴加要以观察试剂与被测样品完全发生化学反应后，才能停止滴加。常用于环境样品常量物质的分析检测，比如水和废水的化学需氧量、空气和废气含量及高锰酸盐指数等5。分光光度法。分光光度是化学分析法中以光学理论为基础的分析方法，其别称为吸光光度法，在环境样品分析中的应用是以被测物质对光选择性吸收为基础。吸收光能的根据是朗伯-比尔定律，在单色光通过含有吸光物质的溶液后，溶液吸光度和吸光物质浓度表现为正比，即A=bc，A为吸光物质浓度与吸收层厚度的比；为摩尔吸收系数；b为溶液吸收层厚度；c为吸光物质浓度。目前，多种环境样品分析都涉及到分光光度法的应用，比如空气与废气中的HS、SO2、NO、NO2、NO3及N2O等化学物质的检测；水和污水中NH3-N、Cr、N、P等化学物质的检测。整体来看，分光光度在环境样品中的分析，可表现为颜色（比色）分析，能够准确分析不同化学物质的吸光度，同时还能与流动分析联合，形成技术性能良好的自动监测系统来实现自动化分析6。原子吸收光谱法。原子吸收与分光光度分析法同为以光原理为基础的分析化学，原子吸收光谱分析的原理是基于光源产生的特征谱线，在光被基态原子吸收后，因特征谱线能量降低程度与基态原子浓度成正比，从而准确测定环境样品中有关物质的成分。通过应用原子吸收光谱法，能够准确检测出土壤中含有的重金属元素，比如Fe、Mn、Cu、Zn、Au、Cd、Pb及Na+、K+、Mg2+、Ca2+等阳离子。高效液相色谱法。液相色谱系统由分离、进样、检测和数据处理系统组成。其作为分析化学中技术含量最高的分析方法，在环境样品中的分析，能够借助自身较高的灵敏度、分离性与快速处理的优势特点来实现多种环境样品快速分析，其操作简便，且具备自动化控制特点。近年来，水和废水的环境样本采用高效液相色谱法进行分析，愈加普遍，检测的物质包含了阿特拉津、苯胺类化合物、酯类化合物及多环芳烃等。离子色谱法。离子色谱是分析阴离子和阳离子的液相色谱方法。离子对色谱主要用于表面活性的阴离子、阳离子和金属络合物的分离。在环境样品中的分析，主要应用于废水、地下水及地表水中的NO2-、F-、Cl-、NO3-等阴离子，通过离子评估来确定水物质的质量。(2)水和废水样品分析中的应用水作为环境样品分析中的重要物质，为加强环境保护与生态环境建设，构建良好的水生态体系，保障人们的用水安全是环卫工作的重点事项。为提高我国水质，完善水资源生态体系，在水和废水样品的分析中，可采取滴定分析、分光光度、气相色谱、离子色谱及原子荧光等化学分析法，对工业废水、医疗废水、生活污水、矿业废水及养殖污水进行分析，根据不同类型的水和废水样品，选取相应的化学分析法，通过准确测定水和废水样品中的成分与含量，能够为202313环境工程59Modern Chemical Research当代化工研究202313环境工程59Modern Chemical Research当代化工研究水资源保护及废水、污水治理工作的开展提供依据7。(3)空气和废气样品分析中的应用环境质量的影响不仅在于水质污染，还存在空气污染的问题。分析化学法可应用在空气与废气样品分析，空气样品的分析，主要是明确空气中N2、O2及Ar等多种化学气体的含量。针对化工生产、冶金生产、石油开采、建材生产等多项工业作业及森林火灾、植物残体降解等事项产生的空气与废气来看，采用气相色谱、分光光度、紫外光度及重量法等化学分析法，能够准确分析空气和废气样品中含有的苯、甲苯、甲醛、乙醛、丁醛、丙酮及CO、CO2、SO2、SO3、HCl、NH3、Cl2等有机和无机的气态污染物。获取准确的空气和废气样品成分，为后续空气质量改善及废气污染治理等工作开展提供科学有效的数据信息作为支撑8。(4)土壤环境样品分析中的应用相比于前几种环境样品分析来说，土壤样品的分析需在一定时间与空间的范围内进行检测。土壤是农业发展的基础，其涵盖了Cd、Ni、Pb、Cr、Cu、Co等多种金属物质，多种化学元素结合使土壤环境样品的分析能够通过分析化学法的应用准确评估出土壤是否存在污染物，明确界定土壤结构与质量。目前，在土壤环境样品分析中，常见的化学分析法有液相色谱法、气相色谱法、原子荧光光谱、GC-MS联用技术及原子吸收光谱等，这几种分析方法能够对土壤中含有的重金属污染与有机污染的物质进行准确测定，通过参考分析化学法在土壤环境样品分析中得出的数据，能够使土壤环境污染治理及土壤环境保护工作的开展更具针对性与有效性9。4.结语基于上述研究分析来看，为促进国家经济实现可持续发展，确保多项行业能够长期保持良好的发展态势，维持较高的经济发展水平，重视环境保护工作的开展，不断加强生态环境建设，还需注重分析化学法在环境样品分析中的应用。环境保护工作是一项系统化的大工程，其难度较大，实际施工中要考虑到不同物质的污染问题与污染程度，为准确评估水、废水、空气、废气及土壤等多种环境样品的质量，了解实际污染情况，制定科学有效的环境治理方案，为环境保护与治理工作的有效开展提供保障，在环境样品分析阶段，还需重视选择不同类型的化学分析法进行应用，不断加强分析化学在环境样品分析中的应用力度，依靠科学化分析的方式来实现科学化作业。总的来说，国家未来发展与现代化社会建设离不开环境保护工作的开展，为使分析化学在环境建设、环境保护及环境监测等多项工作中得到更加广泛的应用，我国有关部门及专家学者们还需不断开展有关分析化学的研究，提出更加先进的化学分析方法来为环境污染治理与生态环境建设提供准确数据信息。如今，随着各项标准的出现，分析化学在环境样品的应用过分依赖现有的方法与精密仪器的规定操作程序。但在科学技术不断创新与发展的今天，可通过改进简单设备而获得更好的灵敏度和精密度。已有研究指出分光光度法和比色皿进行改造而获得了很低的检测限10；对液相色谱的操作程序改进，达到了大容量样品的注射目的，因此省略了繁琐的浓缩过程，同时获得了极高的灵敏度11。今后，分析化学在环境样品分析中应用的发展形势将是以对环境中化学物质的痕量检测和形态分析为主，因此对分析化学要求的进一步提高是必然趋势。【参考文献】1Largy 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Sciences,2014,30(10):1013-1017.11Sarenqiqige,Ashitomi Masaki,Yoshimura Kazuhisa.Speciation analysis of ultratrace chromium in water by on-line reaction/concentration/separation method using a cation-ex-change columnJ.Analytical Sciences,2013,29(8):823-829.【作者简介】萨仁其其格（1983-），女，博士，讲师，研究方向：环境化学、分析化学。