化學分析技術在大氣監測的應用

摘 要：隨著世界經濟的迅猛發展，全球工業也取得巨大的進展，隨之而來的就是環境大氣污染日益嚴重的問題，為了保護環境大氣，全球各個國家都建立了相應的監測體系來監測大氣。化學發光分析法是一種完善的獨立分析技術，在我國的各個分析行業都有廣泛的應用，在對大氣進行監測的過程中，該技術可以對微量及痕量進行科學的分析。該分析技術在我國已經有了較多年的研究，其所需的設備較為簡單，易操作，且具有較高的靈敏度，具有較廣的線性響應范圍，十分容易被人們使用關注。經過大量的實踐可知，在現存的環境科學研究中，該分析技術已經成為了研究大氣污染源、檢測大氣等各個方面的關鍵技術。

關鍵詞：化學發光分析法；大氣環境；監測

目前，工廠排放的廢氣、廢棄物的燃燒等含有大量的有毒氣體，對環境空氣造成了嚴重的污染，進而嚴重的威脅了人體的身心健康。排放到空氣的有毒氣體SO2不但對人體的眼結膜及呼吸道等具有嚴重的危害作用，而且會與氧結合形成一種酸霧，進而對農作物、金屬及建筑等造成嚴重的破壞；空氣中含有的氮化物NO會使存在于人體血液中的血紅蛋白喪失親氧的能力；而大氣中的NO2則是一類重要的光吸收因子，在一定的條件下，NO2可以和其他的污染物質進行反應，產生相應的污染問題；大氣中的光化學煙霧所含有的主要化學物質是碳氫化合物，它主要是與氮氧化物一起反應生成煙霧；大氣中的污染物在發生化學反應后生成了二次污染物，例如O3。在大氣中存在一些氣體不屬于污染成分，但是對人體的健康有著一定的危害。因此，環境大氣監測的主要內容就是對存在于大氣中的氣態物質進行檢測。對大氣中的氣態污染物進行檢測分析的技術主要有：分光光度法，容量法，色譜法，原子吸收法等。以上這些方法都存在一定的局限性。而依據化學反應產生的光輻射所具備的強度來分析測定物質含量的方法為化學發光分析法，該方法所需的儀器較為簡單，且具有較高的靈敏度，測定的速度較快等等，在對環境進行監測分析時多采用該分析方法。

1 化學發光分析法常用發光體系

1.1 過氧草酸酯分析法

該分析方法需要添加增敏劑，換言之就是熒光類化合物，利用過氧化氫作為催化劑。光輻射的強度和反應試劑沒有關系，而是與增敏劑的性質有關，光輻射的頻率較高，其壽命越久。

1.2 光澤精化學發光法

在環境監測中使用最早的一種發光試劑就是光澤精，且在堿性溶液中該發光試劑可以被強氧化劑氧化而釋放藍綠光，進而重返基態。該發光法將鉛、鎢等金屬離子作為催化劑，因此，在對大氣進行監測的過程中，該發光法可以對這些離子進行監測。

1.3 魯米諾化學發光體系

該試劑是使用最廣泛最早的試劑之一，該試劑需要在堿性的條件下進行化學反應，例如在某些氧化劑的作用下，該試劑可以產生425nm的化學發光波長，而通常采用H2O2作為氧化劑。在大氣監測中，該發光體系已經成功的監測出了多種有毒氣體的濃度，如二氧化硫、一氧化碳等。另外，一般情況下，該試劑在沒有催化劑的條件下與H2O2發生反應的速度極為緩慢，反之，兩者的反應速度極為迅速。在該反應中，金屬離子是其最常用的催化劑，其發光的強度隨著催化劑濃度的增大而增大，進而可以對一些金屬離子進行化學發光反應，通過該反應可以對含有金屬離子的化合物進行分析，并且具有最高的靈敏度。

1.4 KmnO4化學發光法

在化學發光分析法中，除了過氧化氫外，高錳酸鉀也是使用最廣泛的一種氧化劑。在酸性體系中，加入甲醛溶液可以催化該反應將銅、鐵等氧化，從而產生光輻射。[1]

2 環境大氣中氣體成分的檢測

2.1 測定氮氧化物的濃度

存在于大氣中的氮氧化物主要有一氧化氮、二氧化氮等，而通過一氧化氮和臭氧發生反應，就能測定出一氧化氮的濃度。利用相應的還原劑將二氧化氮還原為一氧化氮，就能夠測定出二氧化氮的濃度，進而獲得大氣中氮氧化物的總濃度。

2.2 測定臭氧的濃度

在大氣中，臭氧占據了大多數，雖然臭氧不屬于有毒氣體，但是在人們的日常生活生產中，臭氧有著十分密切的聯系，對大氣中臭氧的濃度進行測定具有極其重要的意義。臭氧可以和大多數的烯烴進行反應，但是在實際的反應中，烯烴作為一種氧化劑極易在相關儀器中轉變為液體，所以，在大多數的反應中，乙烯屬于最佳的氧化劑，臭氧與其反應可以生成甲醛，同時所呈現的狀態為激發。而其光輻射則是在重返基態的過程中釋放。該反應中最關鍵的是：這個反應所進行的氣體分析不需要事先對氮氧化物等氣體進行分離，對臭氧是特有的。[2]

3 小結

在大氣的監測過程中，化學發光分析法具有極為顯著的優勢，對于環境分析所應具備的要求都能夠滿足，同時也能夠和其他的技術共同使用。但在實際的運用中，該方法還存在一定的不足之處，比如：對試劑的消耗較大，所需成本較高，應當針對試劑的消耗問題進行深入的研究；該方法必須和一些分離儀器共同使用，才可以達到相應的要求；人們無法對釋放量、時間及程度等進行精準的控制；對化學發光法進行深入的研究，開發更多的分析體系，而不單單使用上述幾種體系。

參考文獻：

[1]劉世磊.化學發光分析法在環境監測中的應用[J].資源節約與環保，2014（11）：46.

[2]劉美麗.大氣環境監測中化學發光分析方法的應用與展望[J].科技資訊，2011（34）：131.

作者簡介：馬維維（1986-），女，漢族，江蘇徐州人，大專，助理工程師，目前從事化學分析工作。