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环境监测中化学分析方法的应用

摘要:化学分析方法在环境监测中应用具有环境的兼容性高、适用于多种物质监测等优势,本文主要分析了环境监测的基本步骤、分析化学在环境监测中的主要方法及化学分析方法在环境监测中的应用。
 
关键词:化学分析方法;环境监测;气相色谱–质谱技术
 
引言
 
随着经济的发展、社会的进步,环境破坏呈现出越来越严重的趋势,人们也意识到越来越严重的环境污染问题带给人类生活的不利影响,因此,更加重视环境污染的监测,通过化学分析方法确定环境污染物的含量与种类,污染程度、确定污染源,从而可以制定针对性的环境污染治理方法,这对于环境的改善具有非常重要的意义。因此,本文主要分析了化学分析方法在环境监测中的应用,期望通过阐述为化学分析方法的应用提供理论支撑[1]。
 
1环境监测中化学分析方法的优势
 
1.1对环境的兼容性高
 
化学分析方法应用在环境监测中对于环境具有非常高的兼容性,可以监测各种各样的环境问题,如监测不同的盆地、高原等不同陆地的环境污染情况,也可以检测不同的湖泊、海洋、河流等环境污染情况,同时还可以监测大气的环境污染情况,总之,化学分析方法的应用非常广泛,且方法简单、应用灵活,对于环境污染监测工作的推进具有非常重要的作用。
 
1.2适用于多种物质的监测
 
由于地球生态环境中的物种种类繁多,地球的生态环境呈现出复杂性的特点,由此造成不同物质之间的结构差异巨大,而化学分析方法可以适用于多种物质的监测和分析,可以很好的解决环境监测中的复杂性问题。此外,化学分析方法还可以精确的分析不同物种的内部构造及相关的数据,监测结果准确性和可靠性高,从而实现环境的高效治理。
 
2环境监测的基本步骤
 
环境监测的基本步骤如下:(1)根据环境保护部门的受领任务,环境监测的任务主要来自环境保护主管部门的相关指令委托相应的组织、个人及检测机构等进行环境监测,环境监测是一项具有技术特性和明显政府倾向的活动,因此,一般在环境监测时都会下达具体的环境监测任务。(2)在环境监测中,主要是掌握污染物的排放规律,分析污染源的性质、污染源的相对位置、污染源的气象环境水文等条件。(3)根据监测的目标设计环境样品采集方法,如实记录样品现场的环境监测情况,并根据相应的程序采用化学分析方法完成监测,对样品进行分析监测,同时整理监测数据结果,实现数据的分析和统计检验。之后,结合环境监测现场的具体资料对环境监测结果进行解释,根据相应的规定给出研究报告[2]。
 
3化学在环境监测中的主要方法
 
3.1原子吸收和原子荧光法
 
近些年来原子吸收技术的应用非常广泛,应用这种方法可以快速测定环境中污染性较强的金属元素。当前我国已经研究了原子荧光仪,通过该仪器可以快速监测水中含有的As、Bi、Se等八种元素化合物,检测的精度高,获得的监测数据安全可靠,并且检测结果受到外部环境的影响较小。
 
3.2等离子体发射光谱法
 
当前在环境监测中等离子体发射光谱法的应用越来越广泛,该方法尤其适合应用在水体环境监测中,通过该种方法可以实现废水中存在的金属离子、金属元素的快速检测,从而确定是否超标。此外,在实践应用中,等离子体发射光谱法的灵敏度、精确度都很高,同时该方法的应用简单,测定所需要的时间短。
 
3.3离子色谱法
 
离子色谱法(IC)就是以离子交换原理为指导连续对多种阳离子、阴离子等进行分离、定量、定性等的分析方法,该方法在应用时需要以盐酸溶液作为淋洗液,并且在分离柱中填充低容量的阳离子交换树脂。阴离子柱分离测定的离子包括氟离子(F-)、溴离子(Br-)、硫酸根离子(SO42-)、硝酸根离子(NO3-)等进行测定;阳离子柱分离测定的离子包括铵盐离子(NH4+)、钠离子(Na+)、镁离子(Mg2+)等活泼金属离子进行测定。
 
3.4分光光度法和流动注射分析法
 
分光光度法具有灵敏度高、选择性强等特点,在研究中的应用十分广泛,备受重视。在实践应用中将分光光度法和流动注射分析法相结合,简化了实验操作步骤,提高了实验的分析精度。现阶段,分光光度和流动注射分析法在水质监测中可以检测的离子包括硝酸根离子(NO3-)、铵盐离子(NH4+)、氟离子(F-)、铬酸根离子(CrO42-)、镁离子(Mg2+)、锌离子(Zn2+)、镉离子(Cd2+)等。
 
3.5气相色谱–质谱(GC–MS)技术
 
GC–MS技术具有高灵敏度、适用范围宽、选择性高等特点,在环境监测中的地位越来越重要。相比于GC–MS技术,GC–MS/MS技术可对目标物进行二次裂解,其多级反应监测模式(MRM)可有效降低复杂样品基质干扰,提高检测灵敏度和准确性。近年来,GC–MS/MS技术的应用日益广泛,已经成为环境监测工作中不可或缺的一大利器。
 
4化学分析方法在环境监测中的应用
 
由于化学分析方法较多,以GC-MS/MS技术为例对其在环境监测的应用。GC-MS/MS技术在环境监测中的应用包括空气环境监测、水环境监测、土壤环境监测。
 
4.1在空气环境监测中的应用
 
空气环境中的污染物主要为多环芳烃、二噁英类化合物、多氯联苯以及挥发性有机物等,这些物质是一种持久性的有机污染物,具有致癌、致畸、致突变等热点,分布十分广泛,并且在大气中十分容易形成颗粒物质,通过呼吸道进入人体肺部之后对人体的身体健康产生不良影响。当前很多学者对该方法的应用进行了研究,例如,赵波等建立了GC–MS/MS检测环境空气中多环芳烃的方法。张利飞等基于GC–MS/MS法对空气中的二噁英类化合物进行分析,物质的检出限在0.080~2.83pg/μL之间,可以实现大气中大气中超痕量二噁英的测定。王炳玲等建立了超声辅助萃取—GC–MS/MS体系对空气中的多氯联苯进行检测分析,该方法的目标物可以在30min之内完成分离,并且物质的检出限在0.0003~0.2080ng/g,该方法在应用中具有简单、高效、精确度和灵敏度高等特点。冯丽丽等构建了热吸附—GC–MS/MS的检测体系,环境空气中的挥发性有机物检测范围为0.00002~0.4μg/m3,该方法的检测精度较高,检测结果准确可靠。
 
4.2GC–MS/MS技术在水环境监测中的应用
 
水环境中的有害物质监测主要包括硝基苯类化合物、邻苯二甲酸酯、有机磷农药和有机氯农药、多氯联苯、半挥发性有机污染物等,很多学者也对此进行了研究。董云渊等采用聚苯乙烯微球固相萃取的方法及结合GC–MS/MS方法,实现了7种硝基苯类化合物的检测,该检测方法的提取效率高、重现性好,十分适合环境样品中硝基苯类物质的快速分析、筛查。朱萌萌等利用GC–MS/MS测定方法对生活用水中的邻苯二甲酸酯类化合物残留量进行测定,该方法的重现性好。任琳等以固相萃取结合GC–MS/MS法,实现了水中的16种有机氯和有机磷农药的检测,检测过程中,检测结果的相对标准偏差(RSD)为2.2%~7.4%,检测方法的选择性好、灵敏度高。
 
4.3GC–MS/MS方法在土壤环境监测中的应用分析
 
土壤环境监测主要包括邻苯二甲酸酯类物质、有机氯农药、得克隆类物质、多环芳烃以及多氯联苯等,GC–MS/MS法由于具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点特别适用于土壤环境样品中痕量有机污染物分析。例如李红等采用GC–MS/MS法测定了土壤中6种邻苯二甲酸酯。检出限为0.1~0.5μg/kg,监测结果的相对标准偏差(RSD)均在14.3%以下。颜慧等采用GC–MS/MS法同时测定了土壤中20种有机氯农药,检测结果的灵敏度高。刘合欢等建立了11种得克隆及其结构类似物的GC–MS/MS测定方法,满足对于土壤中超痕量得克隆类化合物测定要求[3]。
 
5结语
 
综上所述,当前环境问题已经成为社会关注的热点问题,采用化学分析方法进行环境监测分析,可以精确确定环境中的不同污染物的种类、不同污染物的含量等,确定环境污染的来源,从而为环境治理政策的制定提供数据支撑,总之,通过化学分析方法在环境监测中的应用可以进一步改善社会的生存环境,促进社会的可持续发展。
 
参考文献:
 
[1]陶亚南.离子色谱技术在环境监测的应用研究[J].环境与发展,2018,30(02):151-153.
 
[2]谈静,刘琼玉,姜郡亭,等.大气颗粒物化学组分分析技术研究进展[J].江汉大学学报(自然科学版),2014(06):9-14.
 
[3]张慧丽,王建华,刘靖靖,等.气相色谱–串联质谱在食品农药残留检测中的应用进展[J].化学分析计量,2014,23(06):103–106.
 
作者:刘力 单位:衡水学院
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