發光分析方法在大氣環境監測中的應用與進展

浙江省生態環境監測中心 宋清川，樓敏驪

近年來,越來越多的企業為了發展,一味發展工業,對環境造成了很大的破壞。我國多地發生嚴重霧霾等大氣污染現象。對于大氣污染,我們要清楚它的主要成分才能夠“對癥下藥”,因此對于大氣環境的檢測是十分重要的,只有通過對大氣環境的檢測才能夠清楚地知道大氣環境目前處于什么狀態,然后科學地去治理大氣環境,提出合適的解決方案。

一、大氣污染的主要成分和危害

（一）二氧化硫

在工業和經濟發展過程中，燃料的快速燃燒能夠釋放很多的二氧化硫進入到大氣中,二氧化硫沒有顏色而且帶著強烈的刺激性氣味,它對人體的健康危害非常大,二氧化硫能夠直接溶于人的身體內，比如說呼吸道黏液,對人體引發多種疾病，比如說呼吸道感染、肺部炎癥等。除此之外二氧化硫還會在人體中反應,形成硫酸鹽氣溶膠,硫酸鹽氣溶膠會大大提高人類的死亡率。二氧化硫的危害不僅僅是對于人體的危害,對于動植物甚至說對于建筑的鋼材都有很大的危害。高濃度的二氧化硫會導致植物的葉片枯萎脫落,有調查表面我國因二氧化硫濃度過高而引起的植物損失高達上百噸。二氧化硫還會對于鋼材造成腐蝕,我國的鋼材每年因為腐蝕而造成損失甚至要高于天災人禍所造成的損失。二氧化硫累計到一定的程度還會形成酸雨或者是酸霧,這對于土壤和一些建筑、古文物等都會造成很大的腐蝕，從而造成巨大的經濟損失。

（二）氮氧化物

在企業進行工業生產時,化石燃料的燃燒是不可避免的,而化石燃料通過燃燒會向空氣中釋放很多的氮氧化物。空氣中含有氮氧化物的總量超標會直接危害到我們的健康。一氧化氮可以與人體血液細胞中的高氧血紅蛋白相互作用結合,從而引起血液中的氧氣減少,導致缺氧,并且一氧化氮還對人體具有某些致癌性作用,一氧化氮能夠對于正常的細胞分裂造成影響。一氧化氮可以在空氣中直接與氧氣產生緩慢的氧化作用生成二氧化氮,二氧化氮可以直接進入我們身體的呼吸系統,引起呼吸道感染和其他肺部病變,二氧化氮在強紫外線的照射下能夠產生臭氧和光化學煙霧。另外,氮氧化物還可以產生一些酸雨和各種光化學性的煙霧,對于環境的危害也是非常大的。

無論是二氧化硫還是氮氧化物對于環境和人體的危害都很大,因此檢測空氣中二氧化硫和氮氧化物的含量是十分重要的。而檢測一般使用的是化學發光分析法。該方法是通過化學反應產生的輻射光的強度來分析各種氣體的含量,這種方法有很多的優點,比如說所使用的設備比較簡單,操作也很方便,檢測結果準確及檢測速度較快等。

二、化學分析的方法和應用

目前在我國檢測和分析技術中，較為常見的檢測分析方法之一就是色譜分析法,色譜分析法是指能夠在多種混合物中,通過多次分離組合而形成各種顏色不同的色譜,通過對色譜分離的分析,進行大氣環境檢測,色譜分析技術非常的簡便且靈敏,因此在大氣環境檢測中能夠檢測痕量氣體與污染物的類型。此外還有化學發光測量技術,這種技術能夠較為準確的測量污染物的濃度,比如說在進行化學發光分析時可以通過紅光的亮度來檢測氮氧化物和臭氧的含量。

（一）等離子物質的發射光譜法

這些年來,前者在我國技術領域具有較快的進步和發展,其在對水基體等主要成分清潔中已經得到重視和應用,對于處理工業廢水中排放的金屬離子和微生物樣本中各類元素的同時測定在很大程度上發揮了重要作用。它具有和火焰性元素原子吸附測定法差不多的靈敏度和準確性,并且測定效率十分高,一次取樣便能夠對20多種元素同時測定。而后者則主要是以icp為離子化來源的一種質譜學分析方法,當測得相對分子質量達到100以上元素的時候,其靈敏度遠遠超過了前者的檢出值兩三倍或以上,并且具備了較低的檢出極限。

（二）化學發光分析法及其在建筑環境中的應用

作為一種用于分析復雜化學物理問題的關鍵技術手段,化學發光光譜分析法已經廣泛應用于生產工業中。其中,偶合化學反應檢測技術在各類環境災害檢測中已經發展成為一種比較新型的綜合應用檢測技術,因為其獨一無二的檢測性能逐漸成為了環境重點檢測領域的研究對象。一般而言,在所有的發光偶合化學反應中,主要目的都是把某種光的化學反應和某種化學發光的反應催化劑或者化學反應物聯合用來作為這種偶合反應分析的主要物質。而在我們檢查整個建筑周圍環境空氣中的硫化磷、硫等各類放射性氣體污染物質的含量時,我們通常需要采用的方法是建筑火焰輻射光度定量分析方法。

三、流動發光注射化學分析

流動發光注射化學分析(flow injection analysis,fia)方法是指通過由一種固定量的材料注入于具有恒定樣品流速的流動載體電流材料中的注射試樣與其他固定流動的注射試劑在混合反應池中直接進行一種混合化學反應,從而實現對于恒定樣品溫度進行質量測定的整個混合反應處理過程，流動發光注射化學分析技術可以在較高的化學分析率和工作溫度下始終保持與分析實驗結果條件的直觀準確性高度一致,保證了分析實驗結果時間表和結果的直觀可視化及準確重現性,而且過程操作化和自動化技術水平高,使用的儀器設備簡單,適應性廣,故目前國內普遍把這種流動式發光注射化學分析應用技術手段作為我國環境和水污染物化學發光注射分析技術科學應用研究的主要應用先導技術手段。從近5年來所采用的afiacl發光分析處理技術在我國自然環境和各類水體的污染物發光化學分析處理研究領域中的實際推廣應用以及相關研究成果對其發展應用情況進行分析結果來看,該發光分析處理技術的主要優點體現在對于目前比較傳統的現代環境輻射發光分析技術處理體系的技術創新和應用技術上的改進,提高了環境發光處理分析的實際科學應用性能,進一步大大地拓寬了它的應用領域,而且傳統的現代環境輻射發光分析技術處理體系同樣具有優點例如魯米諾,過氧化草酸酯,ce(iv),kmno4,ru(bipy)3+等相比其他化學反應物的優點，環境輻射發光處理條件較溫和,發光分析處理后的效率也比較高,性能穩定,適應的光領域和溫度測定范圍應用研究對象涉及范圍比較廣泛等一些優點及其特征,盡管已經沒有很多的技術深入理論研究,但現今仍然一直普遍認為它們是魯米諾研究和廣泛科學推廣應用的主要領域研究應用對象。對于魯米諾整體發光系統技術處理體系,由于魯米諾的各種類型重金屬發光氧化活性離子對魯米諾發光氧化活性離子整體發光的化學特效劑和化學催化劑的光合作用,魯米諾技術體系在我們目前可以看到繼續其他各種發光系統技術體系方法中從傳統上通過激光檢測和實驗分析出來確定各種類型重金屬發光氧化活性離子整體發光性能優勢的技術基礎上,又愈來越多地被廣泛應用于各種金屬和非金屬的氧化無機物和金屬有機物中。對于水中少量過氧化氫和過量草酸酯類的測定實驗體系,該類的測定實驗體系大部分被廣泛應用于各種各類有機化學物質的實驗測定,其中將之廣泛用于作為有機物質農藥測定試劑劑應用于實驗測定，針對n-甲基胺基和對苯甲酸乙二酯類有機物質農藥的化學實驗結果測定,這也是目前我國科學技術研究的一個重要新進展,用于對過量二氧化氫和草酸酯測定體系及其來源水進行實驗測定的非堿性重金屬正陽的陽離子比較少見,meseguer-lloret等在目前我國已經開展過的實驗正在研究水中的氫cu2+催化tcp0-h2o2體系的測定，細菌產生發光化學反應時,發現細菌糞便中的噻唑-i類的熒光有機化合物應用能夠顯著地有效提高水中cu2+的實驗測定準確率和細菌檢出度,所以新建立的測定方法主要廣泛地被應用于實驗檢測水中細菌瘢痕量大的cu2+,檢出劑濃度測定極限一般為9μg.1r1。

四、結束語

綜上所述,我國特色社會主義特色市場經濟的建設持續快速健康發展,工業生產和生活質量不斷得到改善和穩步提高,要真正強化意識并加大企業的思想建設，進一步地加強對于我國大氣環境的監督管理和環境保護,保證廣大社會民眾的身心健康,滿足市場經濟和社會持續發展的最新要求,必須加大對我國大氣環境的預測監控和統計分析監測力度,加大對于各種類型現代化企業大氣環境監控和監測分析系統技術的研究探索和應用研究。化學發光物質分析檢測技術，尤其是目前作為一種較為先進的新型民用大氣環境質量監控檢測技術,其不但可以充分滿足目前大氣環境質量監控檢測技術中所應當具備的多種監控功能,同時還可以與其他監控技術應用進行有效的融合,發揮創造出更大更廣范圍的大氣環境檢測監控的重要作用。