現如今,現代儀器分析在很多方面優于傳統的分析方法和分析儀器,因此,其能在更加復雜的環境無機分析中得到良好運用。鑒于此,文章就該方面內容進行闡述,使得環境無機分析化學過程中能夠更加有效良好地運用現代儀器。
1 特點分析
1.1 種類繁多
環境分析涉及的檢測樣品有著很多特征,來源廣泛、種類復雜等是其重要方面。其中,與人類生活水平、健康質量等方面息息相關的水體、空氣、土壤、生物體、生物體代謝物、固體廢渣等內容都是環境監測分析的對象。我們從調查數據中可以看出,現如今,包括備受全世界關注的多氯聯苯這類污染物,已有300多種類型的污染物在室內出現。有相關理論證明,多氯聯苯異構體多達210個之多,而當今只有102個獲得鑒定。
1.2 樣品組分復雜
毋庸置疑,人類在生產生活的同時,也對環境造成污染,所排放的污染物量大并且種類繁多,導致了環境中的污染化合物多達十幾種甚至上百種,進而其也導致了環境介質組成成分越來越多、復雜性大大增加。不僅如此,環境中的污染物存在的價態和形態的多樣化也逐漸深入。類似于水的這種常見的物質,也會根據自然環境的轉變,而呈現出氣態、固態、液態的狀態。
1.3 樣品組分穩定性差
與此同時,穩定性差也是環境污染物樣品的主要特征。通常情況下,污染物的穩定性通過具體的物理和生物以及化學特性而改變。然而,最大的影響者還是樣品自身的復雜性和污染物間相互作用導致的。并且污染物隨著環境介質的改變,還會進行遷移轉化,加之采集儲存、轉移分離樣品的過程中,樣品組分含量會被試劑與容器所影響,所以污染物的穩定性也會大大降低。
1.4 檢測組分含量低
通常情況下,樣品檢測過程中總具有較低的檢測的組分含量,其級別都是痕量或超出痕量。這種情況下,監測組由于含量過低,就更難發現檢測組分,從而使得檢測方式、檢測儀器也必須具備更高的水平。
2 常用現代儀器分析方法
2.1 原子熒光法
氰化物原子吸收以及火焰原子吸收、石墨爐原子吸收這三方面是原子熒光技術的主要內容,其在水中痕量、超痕量金屬元素的檢測工作中發揮著重要的作用?,F如今,水中的As、Te、Sb、Ge、Bi、Sn、Pb、Se八種元素,我國通過自行研制的原子熒光儀器能夠有效對其進行檢測。同時,在分析有一些易變為氯化物的元素時,原子熒光法更加準確、靈敏,干擾機體程度低。
2.2 色譜分析法
與此同時,根據快速的分離檢測樣品而實現對樣品的分析是色譜分析法的主要內容。其通過各個混合物中所含有的成分互不相容的特點,其分離、測定工作主要是通過其吸附能力、分配系數、親和作用的差異而進行的。不僅如此,定性定量分析被檢測樣品的工作,也能通過這種方法實現。氣相色譜分析法、高效液相分析法這兩種方法是環境無機分析化學中最為常用的方法。
2.3 等離子發射光譜法
這種方法不但能夠有效進行清潔水基體成分的工作,也可以測定廢水內金屬和底質、生物樣品等元素。同時,靈敏度高、準確度準、檢測效率高是這種方式的主要特征,10~30個元素的測量工作,通過這種方法可以一次性測量出來。
2.4 等離子發射光譜-質譜法
其本質就是質譜分析,它的離子化源是ICP,其靈敏度遠遠高于ICP-AES技術,大概高出2~3個級別。在測定質量數超過100的元素時,其在靈敏度方面的優勢表現得更為明顯,且檢出限也很低。例如:利用碎片峰的合理性判斷分子離子峰,從分子離子中裂解的常見碎片。
2.5 分光光度法和流動性注射分析技術
顯色反應研究對于靈敏度和選擇性的要求是非常高的,而分光光度法能有效地完成對其研究工作。同時,在流動性注射分析技術結合下,加之不同化學操作的應用,能夠完成融合萃取、試劑添加、蒸餾、定容顯色、測定等步驟。同時,自動分析也是其一大特色,能夠在水質在線自動檢測中起到良好的作用。其對于樣品的需求量少、分析速度快、精度高等是其主要特點,同時,這一方式能夠有效地節省試劑,并且可以減少工作人員的工作量。
2.6 離子色譜法
離子色譜法的工作原理就是對水中含量最高的陰陽離子分離然后測定。這一技術最顯著的優點就是選擇性及靈敏性很強,能夠在同一次檢測中測定多種成分。此外,借助電導檢測器和陰離子分離,其能夠對Br-、NO-2、SO2-4等離子進行測定,而借助陽離子分離柱則能夠對I-、CN-、S2-等離子和一些特定的有機化合物進行測定。
3 化學分析與儀器分析的差異
兩者的應用領域有著很大的差異,化學分析一般的測定被測分析物為常量或者是半微量,且其準確度很高,不過精密度較差,所以只能測出常量以及半微量物質的含量,檢測微量組分時精確度很低甚至根本檢測不出來;使用這一方式進行檢測工作時要求其誤差不超過0.1%.儀器分析通常都是對微量乃至痕微量進行分析,其準確性不好但精密度很高,能夠定性或定量的確定測量成分,但誤差很大,一般都會超過1%.
比如,一樣品要求檢測的組分在被檢測物中含量是90%,那么檢測的誤差要求在1%左右就比較大了,即檢出89%~91%,而要求誤差0.1%左右就比較合理,即檢出89.9%~90.1%,此時適用化學分析;使用儀器分析顯然誤差很大。而對于測定某一樣品含量在0.1%左右的組分,誤差1%左右就可以,即檢出0.09%~0.11%,而要求誤差在0.1%就沒有這個必要,即檢出0.099%~0.101%,此時便適用儀器分析。
4 儀器分析方法與化學分析方法的關系
儀器分析:一般都是對微量及超微量進行分析。其優勢包括下述內容:效率高、靈敏、需樣品量少,可是相對誤差以及準確度方面得不到很好的保障,因此僅僅適用于分析微量以及痕量組分。不過這兩者之間還是有一定的聯系的。
第一,現今的儀器分析方法是以經典化學分析方法為前提發展的。我們在進行儀器分析時,一般都要對樣品進行前處理,這便需要使用化學分析方式。儀器分析方法是一種相對化學分析方法,這是由于使用該方法測定樣品前都必須使用標準溶液開展校對工作,但配置和標定標準溶液的過程就屬于化學分析的范圍。
第二,科學技術的迅猛進步,使得化學分析方法的現代化及自動化成為可能,化學分析的應用領域廣,并且各種設施成本低,且能夠很好地彌補儀器分析方法的不足,具有儀器分析方法所不可比擬的優點。
綜上所述,儀器分析方法及化學分析方法都是分析化學的重要組成部分,只有兩者協同工作才能起到更好的效果。
5 應用與展望
5.1 元素定性定量分析
環境無機分析化學中,現代儀器分析在元素定性定量分析方面的應用主要是利用無機質譜對微量元素的含量進行測定以及利用同位素質譜對同位素的豐度進行精確的測定。在元素質譜分析中,離子探針分析儀器是主要的部分,這種分析技術具有極高的精確性。其在分析固體材料中的微量元素、痕量元素等工作方面作用顯著,同時元素定性分析能夠通過峰位來實現,而定量的分析工作便可以通過峰強實現。
5.2 環境監測標準
現如今,現代儀器已經成為分析環境監測標準的主要方式。同時,在評估環境質量工作中,痕量元素數據也已成為近幾年環境標準的參考物質。環境標準物質定值得以實現,環境監測掌控更為有效、記錄全面,都是因為此類分析方法具有極高的靈敏度。
5.3 痕量與超痕量污染分析
準確測定超痕量級別的污染物是現如今環境分析工作的一項新要求。鑒于此,在環境無機分析化學工作中,現代儀器分析的應用范圍更加廣泛、更加必要。為了有效地分析、檢測無機環境,就要努力研究出一種方法,能夠檢測到低至痕量、超痕量的污染物在大氣、水體、食品、土壤、生命體等事物中的含量。除了靈敏度高、選擇性好以外,檢測痕量、超痕量物質速度快也是其一大特點,"三致"物質的檢測工作就是很好的例子。只有應用現代儀器進行檢測,才能確保上述檢測的成功,使其更有助于環境研究、檢測分析等工作。
5.4 檢測技術連續自動化
目前,環境監測分析的方式方法已不再是以往傳統的化學分析,而是已進入到了儀器分析的時代,連續的自動化操作也已經逐步代替了以前的手工操作。同時,現如今能夠實現自動化連續型監測操作的現代儀器已占據絕大多數。除此以外,定點性、流動性、連續性等優勢也是現代儀器監測已經具備的,其監測不僅能夠進行全球范圍的跟蹤,還可以深層次、全方位地了解污染物轉移、傳遞的相關過程,從而使得環境信息能夠更加及時有效,分析能力、研究水平也能相對得到完善優化。
6 結語
綜上所述,全篇根據現代儀器在環境無機分析化學中的應用進行談論,就現如今普遍的現代儀器分析方法、相關應用入手分析,從而希望其能夠促進現代儀器的發展,使其真正為如今的環境無機分析化學工作做出貢獻。
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