环境检测中化学分析方法的应用分析

环境检测中化学分析方法的应用分析

魏蕾1  石岩2

身份证号码：320121199201083141      身份证号码：321323199509024513

摘  要：本文综合探讨了化学分析方法在环境检测中的应用。首先，明确了采用化学分析法进行环境监测的三大原则，包括贴合分析目的、最小化化学试剂使用及保证分析精度。进一步，详述了原子荧光法、等离子体发射光谱法、比色法等常见化学分析技术，并阐释了这些方法在大气、水质、土壤等环境介质中监测污染物的具体应用。笔者通过比较各种技术的优劣，强调了选择合适的分析方法对于提高监测效率和准确性的重要性。

关键词：环境检测；化学分析方法；应用

一、环境检测中化学分析法的使用原则分析

1. 贴合分析目的的检测原则

环境监测项目在设计化学分析方案时，必须首先明确分析的具体目标。这包括确定需监测的污染物种类、预期的检测限和所需的数据准确性水平。例如，针对重金属污染的监测，应选择能够提供足够灵敏度和特异性的分析技术，如原子吸收光谱法或原子荧光光谱法。此外，分析目的的明确还能指导样品的采集、处理和分析过程，确保所获数据能够准确反映环境状况，从而做出正确的评估和决策。

2. 最小化化学试剂使用，避免对环境的二次损害

采用化学分析法进行环境监测时，应着重考虑其对环境的影响，尤其是化学试剂的使用量。选择那些试剂消耗少、毒性低或易于降解的方法不仅能减少对实验人员的健康风险，同时也减轻了对环境的负担。例如，采用微流控芯片技术进行化学分析，可以显著减少所需试剂量。此外，发展和应用绿色化学原则下的分析方法，如使用水作为溶剂的高效液相色谱法，不仅有效减少有害试剂的使用，还能提高分析过程的环保性。

3. 保证分析精度的检测原则

确保分析数据的精度和可靠性是环境监测中不可或缺的一环。这要求在整个分析过程中，从样品采集、储存、处理到分析测试，每一步都必须严格控制，以避免污染物质量的损失或交叉污染，确保分析结果的真实性。例如，在进行水质检测时，应使用避免样品自然蒸发的封闭容器，并在分析前对样品进行适当处理，以消除潜在的干扰因素。同时，应定期对分析设备进行校准，采用标准物质对分析方法进行验证，以保障数据的准确性和重现性。通过这些措施，可以确保监测数据反映真实的环境状况，为环境管理和决策提供坚实的科学依据。

二、环境检测中常见的化学分析方法

1. 原子荧光法

原子荧光法（AFS）是一种利用待测元素在低温原子化后，被特定波长的光激发并发出荧光的原理来进行定量分析的技术。该方法适用于追踪级别的金属元素分析，如汞、砷、铅等，因其出色的灵敏度和较低的检测限而在环境监测中得到广泛应用。操作时，样品首先被引入原子化器（如石墨炉或氢化物发生器），在高温下转化为自由原子，这些原子吸收光能后跃迁到高能级，回落时发出特征荧光。通过测量这种荧光的强度，可以定量分析样品中的目标元素含量。AFS特别适用于对环境水体和土壤样品中痕量重金属的检测。

2. 等离子体发射光谱与等离子发射光谱—质谱法

等离子体发射光谱法（ICP-OES）和等离子体发射光谱—质谱法（ICP-MS）是两种基于等离子体作为光源，对样品中的元素进行分析的技术。ICP-OES通过测量样品中元素被激发后发出的光谱线强度进行定性和定量分析，而ICP-MS则是测量离子的质量来进行分析。这两种方法以其高通量、广元素覆盖范围，以及极低的检测限在环境分析领域中占有重要位置。ICP-OES适合同时检测多种元素的含量，而ICP-MS在追踪和超追踪元素分析方面表现更为优异，特别是在分析重金属和稀土元素等对环境有害的微量元素时。

3. 比色法

比色法是一种基于颜色变化来定量分析化学物质浓度的方法，尤其适用于水质监测中无机离子和有机物的分析。在此方法中，待测物质与特定的试剂反应，产生有特定颜色的化合物，其颜色的深浅与浓度成正比。通过测量吸收光的强度，可以推算出样品中目标分析物的浓度。比色法操作简便，成本相对低廉，非常适合现场快速检测和初步筛查。该方法广泛应用于氨氮、磷酸盐、硫酸盐等水中营养盐的测定，对于监测水体营养状态和评估污染程度具有重要作用。

4. 紫外-可见分光光度法（UV-Vis）

紫外-可见分光光度法利用物质吸收紫外或可见光的能力来进行分析，适用于解决各种环境样品中有机和无机物质的浓度测定问题。在操作过程中，当光通过样品溶液时，特定波长的光被吸收，其吸光度与溶液中被测物质的浓度成正比。该方法简便、快速、成本效益高，特别适合对水体中污染物如重金属离子、有机染料等的监测。紫外-可见分光光度法的应用范围广泛，不仅限于水质分析，也包括空气和土壤样品中某些污染物的定量，成为环境监测和评估中不可缺少的工具之一。

5. 气相色谱-质谱法（GC-MS）

气相色谱-质谱法结合了气相色谱（GC）的分离能力和质谱（MS）的鉴定与定量能力，用于分析复杂样品中的挥发性和半挥发性有机化合物。在GC-MS分析过程中，样品首先在气相色谱柱中被分离，随后进入质谱仪，通过质量分析得到化合物的质量光谱，据此可以准确鉴定出样品中的个别成分。该技术因其高分离效率、强大的检测能力和极高的灵敏度，在环境科学中用于检测水、土壤、大气中的污染物，如农药残留、工业溶剂、环境激素等，为环境保护提供了有力的技术支持。

6. 液相色谱-质谱法（LC-MS）

液相色谱-质谱法通过将液相色谱（LC）与质谱（MS）相结合，有效分离并鉴定复杂样品中的非挥发性和极性化合物。该技术先利用液相色谱柱分离混合物中的组分，然后通过质谱进行组分的鉴定和定量。LC-MS具有优异的选择性、灵敏度和广泛的应用范围，特别适用于环境样品中生物碱、肽类、蛋白质、农药及其代谢物等极性化合物的分析。由于其对复杂样品中目标分析物的高效检测能力，LC-MS已成为食品安全、环境监测、药物残留分析等领域的重要分析工具。

三、化学分析方法在环境检测中的具体应用

1. 大气检测

在大气质量监测中，化学分析方法能够提供有关大气污染物种类和浓度的详尽信息。例如，气相色谱-质谱法（GC-MS）常用于检测大气中的挥发性有机化合物（VOCs），而紫外-可见分光光度法则用于测定氮氧化物和硫化物等无机气体的浓度。此外，原子吸收光谱法（AAS）可用于监测大气颗粒物中的重金属含量。这些技术的应用确保了大气污染监测的准确性和可靠性，为大气质量评估和污染控制提供了强有力的支持。

2. 水质检测

水质监测利用化学分析方法来评估水体的污染程度，保障公共健康和水生态安全。液相色谱-质谱法（LC-MS）和气相色谱-质谱法（GC-MS）广泛应用于检测水中的有机污染物，如农药、药物残留及工业污染物。紫外-可见分光光度法和原子荧光法则常用于分析水中的无机物质，例如重金属和营养盐等。通过这些分析方法，可以高效、准确地评估水体污染物的种类和浓度，从而制定出有效的水环境保护措施。

3. 化学发光耦合反映在环境检测中的应用

化学发光技术在环境监测中的应用主要是基于其高灵敏度和简便操作的特点。通过测定特定化学反应产生的光强度，可以定量分析环境样品中的污染物。该技术特别适用于追踪水体和大气中的低浓度有害物质，如重金属离子和有机污染物。化学发光法与抗体抗原反应、酶催化反应等生物化学方法的结合，进一步扩展了其在生物标志物检测和环境监测中的应用范围，使之成为一种高效的污染物检测手段。

4. 土壤检测

土壤检测中化学分析方法的应用旨在评估土壤污染程度及其对生态环境和人类健康的潜在风险。通过如等离子体发射光谱法（ICP-OES）、液相色谱-质谱法（LC-MS）等技术，可以准确测定土壤样品中的重金属、有机污染物和营养元素的含量。此外，比色法也被用于测量土壤中某些特定化学物质的浓度。这些分析方法的应用帮助了解土壤污染的来源、类型和程度，为土壤污染治理和修复提供了科学依据。

四、结语

通过本文的分析，可以看出，化学分析方法在环境监测中扮演着不可替代的角色。各种方法各有优势，但选择最适合的技术依赖于监测目标、样本类型和所需的灵敏度等因素。笔者强调，环境保护的有效性不仅取决于技术的高精度，还需考虑操作的环保性和经济性。未来的研究应集中于开发更高效、低成本且环境友好的化学分析技术，以应对日益严峻的环境污染问题。

参考文献：

[1]弓斌.环境检测在环境保护工程中的实施[J].皮革制作与环保科技,2023,4(24):71-73.

[2]吴美珍,朱余兵,徐志彬等.环境检测中化学分析方法的应用研究[J].清洗世界,2023,39(08):133-135.