環(huán)境無機分析化學中的儀器分析技術

田蘭紅

摘要：在環(huán)境無機分析化學中，現(xiàn)階段應用最為廣泛的分析方法是儀器分析方法。化學分析是人們用來了解自然物質內存結構與組成的重要手段，主要是依靠化學反應觀察分析物質的化學性質，化學分析與儀器分析通過對方法與技術的不斷更新和改進，尤其是一些新興儀器設備的出現(xiàn)，對于化學分析方法來說需要與其相適應。本文就環(huán)境無機分析化學中的儀器分析技術展開探討。

關鍵詞：環(huán)境分析；儀器分析

引言

當前，現(xiàn)代儀器分析與傳統(tǒng)的分析儀器、分析方法相比具有明顯優(yōu)勢，現(xiàn)代儀器分析能夠較為高效地應用于復雜的環(huán)境分析中。環(huán)境分析的內容主要是檢測土壤、水與空氣的污染指數(shù)、空氣中的無機物等。由于影響環(huán)境的因素多種多樣，環(huán)境分析的難度十分巨大。通過現(xiàn)代化儀器進行科學、合理分析，極大地提高了環(huán)境分析的準確度。

1環(huán)境無機分析化學的特點

1.1種類繁多

環(huán)境分析的樣品多為土壤、空氣、水以及微生物等，這些物質與人們的生活關系密切，樣品中的污染源極多，被檢測出的污染源的種類達到三百種以上，種類繁多的污染源必然將導致檢測工作量被加大。

1.2樣本組分的多樣性

環(huán)境介質組成的成本隨著環(huán)境污染物種類的增加而增加，提升了環(huán)境分析樣品組成成分的復雜性。其次，由于環(huán)境污染物的形態(tài)與價態(tài)的逐漸增加，提高了環(huán)境分析的難度。以水為例，當自然環(huán)境發(fā)生變化時，水可能由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)或固態(tài)。

1.3檢測精度難以保障

檢測環(huán)境污染物的過程中，受到多種因素的影響，以往采用化學分析法進行分析時難以有效保障檢測的精度。例如，樣品中的組分含量較低時，采用化學分析進行檢測將難以做到精確檢測，而隨著檢測技術以及檢測儀器的不斷發(fā)展，采用儀器檢測將能夠有效保證檢測精度。

2環(huán)境無機分析中的儀器分析方法

2.1原子吸收法以及原子熒光法

對原子吸收測定方法來說，其最先出現(xiàn)的方法是火焰原子吸收方法；然后是氫化物發(fā)生原子吸收法，接下來是石墨爐原子吸收法。這一系列的原子吸收法可以測定水溶液中的元素主要有以下兩類：一類是痕量金屬元素，另一類是超痕量金屬元素。我國研究開發(fā)出的原子熒光分析儀器可以對水溶液中的以下八種金屬元素進行測定：As元素、Sb元素、Bi元素、Ge元素、Sn元素、Se元素、Te元素以及Pb等一系列容易生成氫化合物的元素，該方法對于這些元素具有比較高的靈敏度以及準確度，并且很少受到來自基體的干擾。

2.2色譜分析法

色譜分析法是環(huán)境無機分析中較為常見的一種現(xiàn)代儀器分析方法。色譜分析法的主要內容是分離、測定樣品，并對結果進行具體分析。因為環(huán)境污染物具有不同成分不相容的基本特征，且不同成分的分配系數(shù)與吸附效果具有顯著差異，能夠提高混合物分離工作的效率。采用色譜分析能夠在一定時間內定量檢測或定性分析檢測樣品，該方式已被廣泛地應用于環(huán)境無機化學分析中。

2.3流動注射分析以及分光光度測量

顯色反應由于具有較高選擇性以及靈敏度的緣故而得到廣泛的運用，當前使用最多的屬于分光光度法，這一分析方法常用于測定非金屬離子以及金屬離子。將分光光度測測量以及流動注射分析相結合，將測定與化學操作相結合，比如將適當將藥品加入已經經過萃取或蒸餾處理的溶液中，經定容顯色后進行測量，這一分析技術已經是實驗室檢測中的常用自動分析技術這一，在水質檢測中得到了廣泛的使用，比如，檢測水溶液中的Fe2+、NO2-、NO3-等。這種儀器分析方法的優(yōu)勢在于能夠在極短時間內完成分析、分析結果精度較高且對藥品的需求量不高等，同時這一檢測方法不但能使用分光光度計進行測量，還能聯(lián)合等離子發(fā)射光譜、原子吸收等，因此具有良好的泛用性。

2.4等離子發(fā)射光譜-質譜法（ICP-MS）

等離子發(fā)射光譜-質譜法的離子化源是等離子發(fā)射光譜，但是該法是一種質譜分析方法，其靈敏度明顯高于等離子體發(fā)射光譜，尤其是在測定質量數(shù)大于100元素的時候，其靈敏度會更高。

3儀器分析技術在環(huán)境無機分析化學中的應用和展望

3.1元素的定性定量分析

在環(huán)境無機分析化學領域，在對元素進行定性定量分析的過程中所使用的現(xiàn)代分析儀器，多是通過無機質譜的使用來檢測微量元素的含量，為了得到更加準確的檢測結果還會使用到同位素值譜。在解析元素質譜的過程中有一個十分關鍵的環(huán)節(jié)，就是離子探針解析設備，該設備在對固體所含微量元素或者痕量元素進行解析的時候具有非常高的準確度。其中，離子探針分析儀器是比較常見的一種針對于元素質譜分析手段的一種，該儀器具有較高的分析精度，可以較好的反映出固體材料中的痕量元素和微量元素類型，具有優(yōu)越的應用前景，還可以采用峰位的方法對元素進行定性分析，借助峰強特征對微量元素和痕量元素進行定量分析；由于該儀器具有較高的分析精度和定性定量分析的特征，廣泛的應用于不同行業(yè)中，不僅用于無機化學材料方面的應用，還廣泛的應用于地學領域，用于判別礦區(qū)的化學組成等。

3.2自動化連續(xù)檢測

當前具有自動化連續(xù)檢測功能的分析儀器已經在環(huán)境無機分析化學中得到了廣泛的運用。此類設備在具有能夠高效分析、辨別以及探究信息能力的同時，還有世界范圍追蹤的能力。同樣是由于檢測儀器具有較高先進性的緣故，檢測過程中能夠做到連續(xù)、自動檢測，因此能實現(xiàn)24h的檢測，極大避免了人力、物力資源的浪費，也減少了時間的浪費，進而提高了檢測的效率；由于減少了人為操作，因此能夠減少檢測過程中出現(xiàn)的失誤，對保證檢測結果的精確度作用明顯。先進的檢測儀器的使用，使得環(huán)境無機化學分析在達到了流動連續(xù)檢測、定點連續(xù)檢測的同時，還能做到世界范圍的跟蹤檢測，這將給無機污染物的傳遞與轉移提供確切的證據(jù)，對環(huán)境污染的治理也是非常有價值的。

3.3無機環(huán)境的檢測

整體分析環(huán)節(jié)直接受監(jiān)測基礎研究與化學分析標準化的影響，化學環(huán)節(jié)的實際操作應滿足環(huán)境保護要求與元素含量標準，詳細分析、推論檢測數(shù)據(jù)，使化學實驗環(huán)節(jié)順利進行，確保實驗數(shù)據(jù)的有效性、準確性。在研究無機環(huán)境的物質特征后，采用一定的方法測量其主要污染成分，通過控制變量的方式，研究整體變量，并檢測分析樣本的成分痕跡與表面特征。采用科學、有效的方法測量整個環(huán)境，同時定量采集實驗室樣本與整個物質表面特征。借助對污染物添加化學試劑，實現(xiàn)無機環(huán)境的優(yōu)化[2]。采用現(xiàn)代儀器取樣研究環(huán)境中的無機物能夠對數(shù)據(jù)間的誤差有效減少，檢測實驗中的信息數(shù)據(jù)之后，對整個環(huán)境中的變量進行分析。綜合理論與現(xiàn)代儀器，較為全面地掌握物質中的化學元素含量，并進一步研究發(fā)生化學反應時的物質因素與環(huán)境因素。

3.4環(huán)境監(jiān)測標準化

應用更為先進的分析儀器，能夠提供更為優(yōu)良的環(huán)境，主要表現(xiàn)在靈敏度高的分析儀器可以檢測出更多的危害元素的存在，使得相關部門加強治理，進而促使環(huán)境向良好的方向發(fā)展。此外，高靈敏度的分析方法，導致環(huán)境中物質含量的標準化成為了現(xiàn)實，對于控制環(huán)境污染和治理環(huán)境有著積極的推動作用。

結語

隨著科學技術的進一步發(fā)展，如今在很多方面上現(xiàn)代儀器分析要優(yōu)于傳統(tǒng)的分析方法及儀器，因而能夠更好地應用于更加復雜的環(huán)境無機分析中。相關人員應該要對現(xiàn)代儀器作用及意義進行充分認識，并在其中投入更多的關注，積極地探索環(huán)境無機分析化學中的應用效果，以促進現(xiàn)代儀器分析作用。

參考文獻

[1]陳萬明.環(huán)境無機分析化學中的儀器分析技術研究[J].科學技術創(chuàng)新，2018.

[2]熊義輝.現(xiàn)代儀器分析技術在環(huán)境無機分析化學中的應用[J].化工管理，2017，（22）.

（作者單位：天津國納產品檢測技術服務有限公司）