浅析现代仪器分析技术在环境分析中的应用.docx

浅析现代仪器分析技术在环境分析中的应用丁 艳杜庆才孙兰萍朱兰保( 蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽 蚌埠 233030)摘 要: 现代仪器分析技术是一种快速发展且用途广泛的技术，具有快速、灵敏、准确的特点。介绍几种常用的仪器分析方法 气相色谱法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法，探讨其在环境污染物分析中的应用。关键词: 环境分析; 原子吸收光谱法; 气相色谱法; 高效液相色谱中图分类号: O657文献标识码: A文章编号: 1673 1980( 2013) 02 0130 02环境问题是当今全世界关注的重大问题之一，而大多环境问题直接或间接与化学物质有关。要想 解决环境问 题，必须对环境中化学物质的性质、来 源、含量及其形态进行分析和监测。仪器分析方法 检出限低、准确度高、操作简便、分析速度快等优点， 因而是环境分析中最主要的手段之一。态和形态也是多样的。例如，铬在天然水体( pH 为6 5 8 5 ) 中，大 部 分 的 Cr3 + 都进入到底泥中了。但在强碱性介质中，遇到氧化性物质 Cr( ) 会向 Cr( ) 转化; 而在酸性条件下，Cr( ) 可以被水体中的Fe2 + ，硫化物和其他还原性物质还原为 Cr( ) 。还有， 毒性较强的重金属汞在水中可以单质汞或汞离子存在，还有无机汞经微生物转化的有机汞，如甲基汞。1 3 样品组分稳定性较差、变异性较大环境样品的很多组分是不稳定的。除了与污染 物固有的物理、化学和生物化学的特性有关外，还由 于样品组分复杂，各污染物间会发生相互作用以及 在各环境介质中不断发生迁移和转化，加上样品采 集、转移、储存和分离过程中试剂、容器的玷污，都可 能使样品组分的含量发生变化。1环境分析的特点1 1种类繁多在日常的 分 析 检 测 中，样 品 来 源 广 泛，种 类 复杂。检测对象包括与人类生活和健康息息相关的空气，水体( 包括地表水、地下水、海水、排放废水) ，还 有土壤、固体废渣、生物体及其代谢物。有报道称， 目前已发现的室内空气污染物多达 300 多种，另外 还有引起人们关注的全球性环境污染物多氯联 苯( PCBs) ，从 理 论 上 计 算，PCBs 的全部异构体有 210 个，目前已鉴定出 102 个。1 2 样品组分复杂随着人类生产和生活活动等过程不断向周围环 境排放各种有害化合物，致使环境样品中含有数十 种至数百种不同化合物。 因 此，任 一 种 环 境 介 质( 空气、水 体、土 壤，等) 都是组分复杂 的 体 系。 例 如，水样品中除了含有简单的无机污染物，大部分是结构复杂的有机物，还有一些生物体。如人们通常 认为“清洁”的自来水，仅因为用氯消毒而产生的有 机氯化合物，目前已鉴定出约 300 种之多。环境污染物的复杂性，还表现在它们存在的价1 4检测组分含量低一般情况下，都是属于痕量( 10 9 10 6 ) 和超痕量( 10 12 10 9 ) 分析。22 1环境分析中常用的仪器分析方法色谱分析法色谱法是一种高效的快速分离、分析技术，是利用混合物中各组分在互不相溶的两相 ( 固定相和流动相) 中吸 附 能 力、分配系数或其他亲和 作 用 的 差 异而建立的分离、测定方法。利用色谱流程曲线可以同时对样品进行定性和定量的分析。包括气相色谱、高相液相色谱、离子色谱、超临界流体色谱、高效 毛细管电泳等。在环境分析中用途较广的为气相色收稿日期: 2012 12 27基金项目: 安徽省高等学校自然科学研究项目( KJ2012B095) ; 蚌埠学院教育教学研究项目( JYLY1206)作者简介: 丁艳( 1980 ) ，女，安徽蒙城人，助教，硕士，研究方向为环境胁迫下作物营养生理及蛋白组学。130丁艳，等: 浅析现代仪器分析技术在环境分析中的应用置和质谱线的相对强度建立分析方法。实践证明，质谱技术能对空气、地表水、地下水、饮用水、生物、 食品、土壤等的污染情况提供准确的定性、定 量 结 果，在环境突发性事故的监测分析中具有特别重要 的作用。质谱法可以单独使用，也可以和其他仪器 联用，如气相色谱 质谱联用技术 ( GC MS) 既 发 挥了色谱法的高分辨率，又发挥了质谱法的高鉴别 能力，适合于多混合物中未知组分的定性鉴定。液 相色谱 质谱联用技术( LC MS) 已经成为环境分 析领域中最重要的工具之一，液 质 联 用 ( LC MS) 尤其适用于农药残留的快速检测。谱法和高效液相色谱法。( 1)气相色谱法( GC) 。20 世纪 60 年代以来，气相色谱法广泛用于大气、水质、土壤等环境样品的分析，尤其对样品中有机化合物的分离分析起到了 非常重要的作用。在已知的 300 多万种化合物中， 其中约 20% 的挥发性、热稳定的化合物都可用气相 色谱进行有效的分析。如 1989 年我国确定了“中国 环境优先监测污染物黑名单”，共列出 68 种有毒污 染物，其中有 58 种有机污染物推荐使用 GC 或 GC MS 法进行定性和定量分析。另外，我国将 GC 法 定为水中硒、苯系物、挥发性卤代烃、氯苯类和硝基 苯类等污染物的分析方法。3结语( 2)高效液相色谱法。高效液相色谱法是一种以高压输出的液体为流动相的色谱技术，具有高效、快速、灵敏度高、选择性好等特点，特别适用于分子 量大、挥发性低、热稳定性差的有机污染物的分离和 分析，可分析的物质约占有机污染物总量的 80% 以 上。目前，HPLC 是 美 国国家环保局测定室内空气 甲醛的主要 方 法。如，多环芳烃类化合物 ( 萘、蒽、 苯并苾等) ，以 及 醛、酮 类 化 合 物 等，这 些 严 重 影 响 人体健 康的有机污染物都可用 HPLC 检 测。 随 着 HPLC 技术的不 断 发 展，也 已 广 泛 用于农药及其降 解产物、代谢产物的分析。2 2 原子吸收光谱法原子吸收光谱法也称原子吸收分光光度法，是 基于试样蒸气相中待测元素的基态原子对光源发出 的该原子的特征谱线的吸收作用来进行元素定量分 析的一种方法。其主要特点是测定灵敏度高，特效 性好，抗干扰能力强，稳定性好，应用范围广，可测得70 多种元素。多用于化工产品、食品、生物试样、环 境污染物等试样中的重金属含量的测定，如火焰原 子吸收法测定水中的总铬; 测定蔬菜体内某种重金 属残留量等等。目前，空气质量越来越成被人们关 心的问题，我国的环境科学研究对大气颗粒物中各 种成分的监测也十分重视，在测定大气颗粒物中的 微量及痕量元素的金属成分时，原子吸收光谱法起 到了非常重要的作用。随着人类生活和生产方式的改变，排放到环境中的污染物种类和数量也不断增加，对于环境仪器 分析方法和设备的要求也在提高。仪器联用技术的 发展已成为当今仪器分析的重要发展方向。除了前 面提到的常用联用技术: 气 相 色 谱 质 谱 ( GC MS) 、液相色谱 质谱( LC MS) ，目前，气相色谱 火焰原子吸收光谱 ( GC FAAS) 、色谱 傅里叶变 换红外光谱( GC FTIR) 联用技术，以其优越的分离 检测特性被广泛应用于科研、化工、环保等领域，成 为有机混合物分析的重要手段之一。如 GC FTIR 以 2 km 长光程多次反射吸 收，可以检测含量在 10 9 以下的大气污染物，如乙炔、甲烷、光气等。可 见，这些新方法、新技术的不断出现，在环境分析中 的应用范围也将不断扩大，同时也提高了分析的速 度和精确度。参考文献1 张宝贵 环境仪器分析M 北京: 化学工业出版社，20082 朱明华，胡坪 仪器分析: 第四版M 北京: 高等教育出版社，20073 魏培海，曹国庆 仪器分析M 北 京: 高 等 教 育 出 版 社，20074 李亮辉，叶健强 现代仪器分析在食品安全检测中的应 用J 学术论坛，2012( 14) : 2565 杨洪奎，薛敏 仪器分析在环境监测中的应用研究J研究与探讨，2012( 3) : 49-506 粱琛 浅谈原子 吸 收 分 光 光 度 计 在 环 境 监 测 中 的 应 用2 3质谱法及联用技术质谱分析是现代物理与化学领用内使用的一个极为重要的工具，是将待测物质置于离子源中被电离而形成带电离子，让离子加速并通过磁场后，离子 将按质荷比大小被分离，形成质谱，根据质谱线的位J环境科学与管理，2006，31( 5) : 132-133( 下转第 138 页)131周元枝，等: 阀体件加工工艺分析与一体多件装夹夹具设计Analysis for Machining Process of Valve Parts and Design ofMulti piece Fixture on One bodyZHOU Yuanzhi1，2ZHANG Guozheng1，2LIU Shun1( 1 Anhui Technical College of Mechanical Electrical Engineering，Wuhu Anhui 241000;2 Hefei University of Technology，Hefei 230009)Abstract: To solve batch machining problem for automotive valve parts in corporation，the paper discusses actual problems from the machining process of valve parts in the beginning，analyzes machining process for valve body parts and gives the reasonable project of NC machining technology Aiming at the different position of the valve body hole processing characteristics，and combined company CNC machine tools equipped with relevant standards， the paper puts forward one more piece clamping scheme，analyzes its two holes on one surface location error，and designs a set of fast clamping air jig for NC machine tool multi process machining，thereby ensuring the machining precision and improving production efficiencyKey words: valve body parts; NC process; one more piece clamping; pneumatic fixture( 上接第 131 页)On Application of Modern Instrument AnalysisTechnology in Environmental AnalysisDING YanDU QingcaiSUN LanpingZHU Lanbao( Applied Chemistry Environment Engineering Department，Bengbu College，Bengbu Anhui 233030) Abstract: Modern instrument analysis technology is used widely and developed fast It has the characteristics of high speed，delicacy and exact This paper introduces several instrument analysis methodsgas chromatographic method，high performa