流动注射的发展概况及在水环境监测中的应用

陈芬 邓磊 龚娴南昌市环境监测站 江西南昌 330038

流动注射的发展概况及在水环境监测中的应用

陈芬 邓磊 龚娴
南昌市环境监测站 江西南昌 330038

近年来，水污染问题逐渐加深加重，我们的生活用水和工业用水都受到了污染的威胁。水环境监测能够有效监控水域的污染情况，保护我们的健康。随着技术的不断发展，流动注射分析技术开始在水环境监测领域发挥作用。本文首先将介绍流动注射分析法的原理和概念，然后对流动注射分析法在水环境监测中的应用加以总结。

流动注射；水环境监测；应用

前言

自从1975年丹麦的两位分析化学家提出了流动注射分析的概念，这一技术迅速得到了发展和普及，如今在多个领域发挥了巨大的作用，比如土壤样品分析、农业和环境监测、质谱分析等等，尤其是在水环境监测领域，已经成为了主要的几种水质监测方式之一。我们首先来探讨流动注射分析一路走来的发展历程。

一、溶液化学分析方法发展的几个阶段

1.手工分析

溶液化学已经走过漫长的两百余年的历史，在化学学科刚刚建立的时候，没有任何前任的经验可以借鉴，以前都要从头摸索。所以，最早的溶液分析手法是手工分析。使用一整套正是各样的容器，通过一系列复杂的化学手法，得出溶液成分比较精准的收集。手工分析作为历史最为悠久的分析方法，有着许多的优点，但是缺点也非常的明显。首先就是效率太低。一个人即使是不停的工作，一天也分析不了太多的样品。常见的疲劳工作还有可能导致分析员出现失误，更加影响效率。

2.程序分析器

人类很早就学会了使用机械装置来代劳，溶液分析也是如此。几十年的化学仪器研究，科研人员们根据不同的实验分析需求，研发了不同的装置和仪器。有了这些程序分析器之后，分析效率大大提高了，而且误差也减少了很多。但是机械装置的固有缺点就是容易发生故障或损坏。每种机械只能满足一种或几种分析的要求，而且造价昂贵，很难批量制造。一旦装置出现问题，维修也是一个难题。因为这么多的缺点，程序分析器始终没有大规模流行开来。

3.连续流动分析

伴随着程序分析器的崛起，另外一种溶液分析技术也发展了起来，这就是连续流动分析法。传统的溶液分析法使用量器量取试剂和样品然后混合的方式。连续流动分析法与其他方法的不同之处就在于它使用了试剂流与试样流按照比例混合的方式，从而打破了传统方法的思路限制。新的连续流动分析法实现了自动连续作业，同时也分为两种模式，一种是有气泡间隔的系统，一种是没有气泡间隔的系统。

二、流动注射分析法综述

1.流动注射分析的概念

所谓流动注射分析是丹麦技术大学的鲁奇卡教授和汉森副教授对连续流动分析进行了深入研究之后，吸收了高效液相色谱法的一些特征，总结提炼出的新概念。这两位教授打破了传统的思维限制，让溶液分析能够在动态的环境中作业。这样不仅不会影响精确度，反而会提升效率和精度。

2.流动注射分析的基本原理

鲁奇卡教授对于流动注射分析有一个经典的定义：“向流路中注入一个明确的流体带，在连续非隔断载流中分散而形成浓度梯度，从此浓度梯度中获得信息的技术。”按照这个定义，整个流动注射分析的流路系统需要包括微型反应器、信号记录装置、流通时检测器、载液驱动系统、信号记录装置等。之中流通式检测器具体还包括了多种装置。这些装置在流动注射分析中各有作用，把载液导入流路系统之中，使之发生不完全反应，对反应程度进行精确控制。

3.流动注射分析的优点

相比于传统的多种溶液分析手法，流动注射分析法有许多优点。首先是操作简便，不需要再把大量的时间和精力投入到清洗器皿等劳动上。第二是分析速度比较快，每小时分析可以分析上百次。第三是仪器的操作比较简单，第四是比较节约试剂和样品，第五是封闭的检验环境避免化学物质外泄，保护环境。第六是流程可以实现自动化，不需要专人操作盯守，第七是可以广泛应用，在许多领域都可以发挥作用。

4.流动注射分析的发展

(1)连续流动分析技术

我们之前已经简单介绍了连续流动分析技术。连续流动分析技术是流动注射分析技术的渊源。它把试样溶液按照顺序混入试剂溶液当中。有气泡间隔的技术能够有效的防止各段试样的混合，但是气泡同时也为实验带来了不稳定因素。了解连续流动分析技术能够更好的了解流动注射分析技术的发展。

(2)流动注射分析技术

相比于连续流动分析技术，流动注射分析技术是在没有气泡间隔的状态下进行分析的方法。根据实验信号与被测物的各种属性来对被测物定量分析。由于可以对试验进程进行精准的控制，还可以很好的重现分析结果。

(3)顺序注射分析技术

鲁奇卡教授和汉森副教授在发展了流动注射分析技术之后，又在1990年提出了新的顺序注射分析技术。顺序注射分析技术通过多通道讯责罚，利用泵从不同的通道把试剂吸入储存管中。这种技术的有点是同一套装置不需要做任何调整就可以胜任不同的分析检测。

(4)流动注射-可更新表面技术

流动注射-可更新表面技术是新一代分析技术，使用微珠作为实验的载体，实验结束再将微珠排除。这种技术灵敏度更高，有着非常好的发展前景。

(5)微全分析系统

微全分析系统是建立在计算机微型化技术上的分析技术。由计算机来控制试样和世界，是目前自动化程度最好的系统。虽然目前仍然有许多问题等待解决，但是未来一定是化学分析的主要发展方向。

三、流动注射分析应用于水中重金属检测的方法

1.流动注射-原子吸收法

流动注射分析很早就已经与原子吸收法结合，理论和实践相对都比较成熟。重点在于提高原子吸收光谱分析的速度，同时还要保持原本的精度。这种方法使用广泛，具有选择性好、灵敏度高、比较准确等优点。除此之外，还节省时间，操作快捷，大大减少了实验当中的人为误差。

2.流动注射-电感耦合等离子体原子发射光谱法

电感耦合等离子体原子发射光谱法产生于上个世界六十年代后期。由于发射光谱分析逐渐得到普及，使用电感耦合等离子体来进行化学分析逐渐变得可能。这种方法的优点是蒸发能力强、原子化能力强。精密准确，不受干扰，比较适合重金属检测。

3.流动注射-色谱法

随着监测技术的发展。非离子交换剂等物质和仪器也广泛的应用到了化学分析当中。这种方法在分析离子色谱的状态方面有着得天独厚的优势。而流动注射法的速度和设备优势可以很好的与之结合起来，实现一加一大于二的效果。

4.流动注射-分光光度法

分光光度法是先进最主要的一种检测方法之一。这是因为这种技术的检测器在结构上比较简单，在价格上比较低廉，在使用上比较方便，所以广受喜爱。使用这种方法能够把大部分手动操作转化为光度分析，减少了失误，提高了准确性。

5.流动注射-发光法

发光法的建立是基于被测物含量与分子发光强度而建立的方法。这种方法具体还分为三种。第一种是荧光发光法，第二种是鳞光发光法，第三种是化学发光法。不同的发光法适用于不同的情况，同时也需要不同的成本。

6.流动注射-电化学分析法

流动注射电化学分析法同样是目前最主要的化学分析法之一，在应用于水环境监测时有比较好的效果，同样是结构简单、价格便宜。与分光光度法连勇士，需要注意光源的强度，提高仪器的整体精准性。

7.流动注射-生物化学分析法

生物化学发光法是近年来的新技术。思路新颖独特，从生物化学的角度来进行化学分析。主要分为酶分析法和免疫分析法等，借助生物传感器来减少对于生物试剂的依赖，降低成本的同时还提高了准确度和稳定度，目前已经在开始普及当中。

四、流动注射分析应用于水环境监测的发展前景和展望

化学分析技术逐渐发展以来，各种各样的新技术横空出世，改变了化学研究的方法和格局。从最早的手动分析技术，到后来的机械化操作，再到后来出现的流动分析技术，化学分析走过了漫长的发展历程。但这一切只是一个开始，发展不会停止脚步，如今的流动注射分析技术也迎来了各种各样效率更高的变体，可以合理想象，未来流动注射分析技术必然还有更加广阔的发展道路。水环境监测的主要难题是水中的重金属成分。流动注射分析能够很好的检测出水体中的各种金属成分，为环境保护和群众健康保驾护航，为下一步环保行动提供意见和建议。

流动注射分析技术目前还有很大的潜能可以发掘，未来，这种技术将依托其他领域向着微型化、自动化、精准化的方向不断发展。并且，流动注射分析技术还会与其他技术相融合，比如电化学分析法和分光光度法等，届时流动注射分析技术将会发挥出更大的作用，成为未来主流的化学分析方法之一。

水环境监测问题由来已久，在长期的实践中，我们逐渐发现流动注射分析技术对于水环境监测的意义。未来，随着流动注射分析技术进一步加强，还将在水环境监测领域继续发挥作用。而且，未来的水质污染问题一定会面临着更加复杂的状况，也需要流动注射分析技术来帮助解决。这项技术将长久的造福于水环境检测领域。

结论：流动注射分析技术对于水环境监测意义重大，值得我们认真研究具体的应用方式。这种技术已经在许多领域证明了自己的价值，也发展出了许多的经验和方法。我们在水环境监测应用上要汲取前人的经验，同时也要用心发展新的技术和方法。本文首先介绍了溶液化学发展的几个阶段，对流动注射分析技术的概念、意义、特征等进行了详细的介绍。流动注射技术应用于水环境监测有着许多种方法，本文逐个介绍了几种具体的应用方法技术，为流动注射分析技术在水环境监测中的应用提出了自己的看法，总结出了有益的意见和建议。

[1]肖虎勇,陈佳,魏国芬,胡芹芹,艾永青,韩韵,周兴旺,吕鉴泉.双[2,4,6-三氯苯基]草酸酯-过氧化氢体系流动注射化学发光法检测地沟油中的胆固醇[J].分析化学,2013,03:432-435.

[2]田芹,江林,王丽平.水体中挥发酚测定中的流动注射分光光度法研究进展[J].岩矿测试,2010,02:161-168.

[3]刘海燕.流动注射—化学发光法在药物分析及农药残留分析中的应用研究[D].华东师范大学,2006.

[4]石志敏.流动注射化学发光法测定环境水中有机污染物的研究[D].河南师范大学,2012.

[5]韦秀华.增敏鲁米诺电化学发光用于活性氧流动注射检测中的研究[D].苏州大学,2013.

[6]张宏康,王中瑗,劳翠莹.流动注射与火焰原子吸收联用测定食品中重金属的研究进展[J].食品与发酵工业,2014,06:135-141.

[7]宋晶晶.流动注射化学发光在药物和食品违禁添加剂免疫分析中应用研究[D].苏州大学,2014.

[8]王丽平.在线预处理—流动注射光度法在水质分析中的研究与应用[D].首都师范大学,2009.

Flow Injection General Development Situation and Its Application In Water Environment Monitoring

Chenfen, Denglei, Gongxian, Environmental Monitor Station in Nanchang City, Nanchang city, Jiangxi province, 330038

Recently, the problem of water pollution is becoming more and more serious, and our domestic water and industrial water are all threatened by the pollution.The water environment monitoring can supervise and control the condition of polluted water area and protect our health. Along with the technology development, f ow injection technology begin to show its function in water environment monitoring area. This paper will f rstly introduce the theory and concept of f ow injection analytical methods and then make conclusion for the application of f ow injection analytical methods in water environment monitoring.

f ow injection；water environment monitoring；application

T

A

陈芬（1986～），女，汉，江西修水，南昌市环境监测站，助理工程师，研究方向：化学分析。