摘要：文章介绍了当前环境无机分析化学中的仪器分析技术, 介绍了这些仪器分析方法的优劣以及特点, 并分析了将仪器分析运用于环境无机化学分析中的优势, 发现采用仪器分析进行环境无机化学分析具有能够做到连续化检测、做到环境检测标准化以及展开对化学元素的定量定性分析的优势。
关键词：环境分析,化学元素,仪器分析
在分析化学的范畴当中, 化学分析是比较原始的一种方法, 起源比较早, 历史也比较悠久。化学分析是人们用来了解自然物质内存结构与组成的重要手段, 主要是依靠化学反应观察分析物质的化学性质, 化学分析与仪器分析通过对方法与技术的不断更新和改进, 尤其是一些新兴仪器设备的出现, 对于化学分析方法来说需要与其相适应[1]。基于此, 本文就分析化学中的化学分析与仪器分析进行简要的分析, 希望可以提供一个有效的借鉴, 从而更好地促进分析化学的发展。
1 环境无机分析化学的特点
1.1 种类繁多
环境分析的样品多为土壤、空气、水以及微生物等, 这些物质与人们的生活关系密切, 样品中的污染源极多, 被检测出的污染源的种类达到三百种以上, 种类繁多的污染源必然将导致检测工作量被加大。
1.2 成分复杂
工业的迅速发展使得环境污染不断加剧, 同时人们的生产活动也给环境雪上加霜, 环境无机分析化学过程中的样品成分也随之呈现出复杂化的发展趋势;环境条件发生变化, 样品中的污染物也会随之发生变化, 多种原因导致样品的成分极为复杂, 因此检测过程中的复杂程度较高。
1.3 检测精度难以保障
检测环境污染物的过程中, 受到多种因素的影响, 以往采用化学分析法进行分析时难以有效保障检测的精度。例如, 样品中的组分含量较低时, 采用化学分析进行检测将难以做到精确检测, 而随着检测技术以及检测仪器的不断发展, 采用仪器检测将能够有效保证检测精度。
2 环境无机分析中的仪器分析方法
2.1 原子荧光法与原子吸收法
我国自主研发的原子荧光仪器能测定水溶液中的多种易于生成氢化合物的金属元素, 包括Pb、Te、Se、Sn、Ge、Bi、Sb以及As等, 采用原子荧光法分析这些元素具有良好的准确度与灵敏度, 同时能非常有效地隔绝基体产生的干扰。
原子吸收法的方法中以火焰原子吸收法出现得最早, 其次为氢化物发生原子吸收法, 近年来又出现了石墨炉原子吸收法。采用原子吸收法多用于测定水溶液中的化学元素, 测定水溶液中的化学元素时, 又可以分为痕量金属元素与超痕量金属元素的分析。
2.2 流动注射分析以及分光光度测量
显色反应由于具有较高选择性以及灵敏度的缘故而得到广泛的运用, 当前使用最多的属于分光光度法, 这一分析方法常用于测定非金属离子以及金属离子。将分光光度测测量以及流动注射分析相结合, 将测定与化学操作相结合, 比如将适当将药品加入已经经过萃取或蒸馏处理的溶液中, 经定容显色后进行测量, 这一分析技术已经是实验室检测中的常用自动分析技术这一, 在水质检测中得到了广泛的使用, 比如, 检测水溶液中的Fe2+、NO2-、NO3-等。
这种仪器分析方法的优势在于能够在极短时间内完成分析、分析结果精度较高且对药品的需求量不高等, 同时这一检测方法不但能使用分光光度计进行测量, 还能联合等离子发射光谱、原子吸收等, 因此具有良好的泛用性。
2.3 离子色谱法
离子色谱法能够实现对常见阴阳离子的分离与检测, 且一次进样后可以同时分析多种成分, 灵敏度与选择性都比较高。采用离子质谱法进行分析时, Mg2+、Na2+、K+等离子的检测可以由仪器中的阳离子分离柱与电导检测器完成检测;SO32-、NO2-、F-等离子可以由阴离子分离柱与电导检测器完成检测。CN-、S2-以及I-等离子以及部分有机化合物的检测则可以采用电化学检测完成。
2.4 等离子发射光谱法
等离子发射光谱法 (ICP-AES) 是采用等离子发射光谱仪进行检测的方法, 采用这种分析方法的优势在于准确度、灵敏度较高, 与火焰原子吸收法的准确度、灵敏度类似, 但是检测效率更高, 一次进样即可实现对10-30个元素的分析[2]。
2.5 等离子发射光谱-质谱法
等离子发射光谱-质谱法 (ICP-MS) 这种仪器分析方法中, 等离子发射光谱是其离子化源, 但是这种方法属于质谱分析方法之一, 与等离子发射光谱法相比, 这种分析方法的灵敏度更高, 特别是用于检测质量数在100以上的元素时的灵敏度更高。
3 仪器分析运用于环境无机分析化学中的优势
3.1 自动化连续检测
当前具有自动化连续检测功能的分析仪器已经在环境无机分析化学中得到了广泛的运用。此类设备在具有能够高效分析、辨别以及探究信息能力的同时, 还有世界范围追踪的能力。同样是由于检测仪器具有较高先进性的缘故, 检测过程中能够做到连续、自动检测, 因此能实现24h的检测, 极大避免了人力、物力资源的浪费, 也减少了时间的浪费, 进而提高了检测的效率;由于减少了人为操作, 因此能够减少检测过程中出现的失误, 对保证检测结果的精确度作用明显。
先进的检测仪器的使用, 使得环境无机化学分析在达到了流动连续检测、定点连续检测的同时, 还能做到世界范围的跟踪检测, 这将给无机污染物的传递与转移提供确切的证据, 对环境污染的治理也是非常有价值的。
3.2 环境监测标准化
为了能够掌握环境变化的规律, 环境监测标准化是非常有必要的。当前环境监测标准中, 多根据现代仪器的分析结果确定, 近年来又出现了按照采集到的 (超) 痕量元素数据评价环境质量的评价方法, 而检测仪器更先进、更灵敏、更精确, 将能为人们提供一个质量更优的环境。原因在于仪器越先进, 就能更精确地检测出环境中的危害元素, 这将给有关部门开展环境保护工作提供依据, 从而促使环境质量得到不断地优化[3]。
3.3 实现对元素的定量定性
环境无机化学分析领域中, 多采用无机质谱展开对微量元素含量的检测, 从而达到对元素的定量定性的分析, 有时为了确保检测结果的准确度, 还会采用同位素质谱。而对元素质谱进行解析时, 需要采用离子探针解析设备进行解析, 这是解析过程中极为重要的环节, 采用该设备解析固体中的痕量元素或者微量元素能够取得极高的准确度, 因此具有良好的应用前景。对元素展开定性分析的过程中, 可以采用峰位的方法展开分析;对元素展开定量分析时, 则可以采用峰强特征展开分析, 这种方法不仅能够做到对元素定量定性的分析, 还具有满意的精度, 因此在各个行业的无机元素检测中都得到了广泛的运用。
结语
随着科学技术的进一步发展, 如今在很多方面上现代仪器分析要优于传统的分析方法及仪器, 因而能够更好地应用于更加复杂的环境无机分析中。相关人员应该要对现代仪器作用及意义进行充分认识, 并在其中投入更多的关注, 积极地探索环境无机分析化学中的应用效果, 以促进现代仪器分析作用。
参考文献
[1]陈万明.环境无机分析化学中的仪器分析技术研究[J].科学技术创新, 2018, (03) :185-186.
[2]熊义辉.现代仪器分析技术在环境无机分析化学中的应用[J].化工管理, 2017, (22) :37-38.
