环境无机分析化学中的仪器分析技术探讨

张鹏(南通醋酸纤维有限公司，江苏 南通 226001)

0 引言

现在分析仪器设计领域非常广泛，在实际应用过程中对现代分析化学中的分析理论、新分析方法、分析技术都有所应用。随着当前生物学、电化学以及计算机技术的快速发展，现代分析仪器的种类也越来越丰富。原子光谱、分子光谱、风光光度计、激光光谱仪等都是比较常见的几种仪器[1]。而分析仪器在应用计算机技术之后分析能力得到明显提升，不知道而且完全实现了对样品的连续自动化检测。由此可见，现代化分析仪器的优势非常明显。

1 环境无机分析特点

1.1 种类繁杂

通常情况下环境分析过程所涉及的样品种类非常复杂，而且大多数情况下都与人们生活环境中的水、土壤、空气、固体废渣紧密关联。根据相关的资料显示，目前在空气环境中已经检测出300多种污染源，其中多氯联苯这种世界性的环境污染物已经受到了全球的广泛关注。从学术理论的角度来看，虽然目前多氯联苯异构体实际的数量已经超过了210个，但是目前仅仅有102个得到了鉴定。

1.2 样本组分多样性

随着环境污染物准备的不断增加，环境介质的组成成分也会逐步增加，这就使得环境分析过程中的样品组成成分更加复杂。其次，随着当前环境污染在形态和价态方面都有所提升，使得环境分析的难度也越来越大。例如，随着自然环境的不断变化，水会在液态、气态、固态之间不断变化。

1.3 环境分析样品组分含量低、稳定性差

通常情况下环境污染物检测过程中所获取的样品总分含量都比较低，因此很难实现对检测组份的及时发现。针对这种情况，就必须要进一步提升检测仪器的精度水平和检测性能，并针对当前检测方式进行进一步改进，以此来充分保证这种检测结果的合理性和科学性。

但是从实际的角度来看，生物性质、化学性质以及物理性质都会对环境污染物本身的稳定性产生较大影响。与此同时环境污染物本身的稳定性同时还会受到检测样品复杂性与污染物制定相互作用的巨大影响。由于环境污染物的性质，会直接受到环境介质的影响，因此环境污染物就必然会出现性质迁移变化的现象。在进行污染物采集储存和分离的过程中，样品不可避免的会受到化学检测试剂以及其他相关因素的影响，在此基础上会使得污染物样品的处分会产生一定的变化，由此必然会对环境分析样品的稳定性产生有影响。

2 分析环境中无机污染物时的现代仪器

2.1 原子吸收法和原子荧光法

火焰原子吸收法式最早出现的原子吸收特点方法；随后出现了氧化物发生源头吸收法以及石墨炉原子吸收法。上述几种原子级说法可以针对以下两种类型的水溶液元素进行测定：第一种是痕量金属元素，第二种是超痕量金属元素。由我国自行研发出来的原子荧光分析仪器能够针对水溶液中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te 等多种元素及其氢化合物进行测定[2]，针对上述几种元素，利用该方法进行测定，灵敏度和准确度都非常高，而且外界极其对其的干扰相对比较小。

2.2 等离子体发射光谱

等离子发射光谱仪器在近几年来的发展非常迅速，在以下三个方面其主要应用领域都有涉及。首先是作为清洁水的机体；其次是废水中含有的金属含量测定；最后是针对底质以及生物样品中的多种元素进行测定。在灵敏度以及测量准确性方面，等离子体发射光谱与火焰原子吸收法比较接近，但是在测定效率方面更高，而且这种设备一次测定过程中能够最多测定30多种元素。

2.3 等离子发射光谱—质谱法

等离子发射光谱—质谱法主要是以等离子发射光谱的各位离子化源，而该方法从本质上讲属于一种质谱分析方法，与等离子体发射光谱相比较，在实际测定过程中的灵敏度更高，当被测定元素的质量数超过100的时候，其实际测定的人员都更高。

2.4 离子色谱法

离子色谱法主要是应用在常见阴离子和阳离子分离与测定过程中，这种检测方法能够将一个样品中多种组份进行测定，而且在实际测定过程中的选择性以及灵敏度都非常高。电导检测器以及阴离子分离柱完全能够针对F-、NO2-、SO32-等离子来进行精确测定；而其阳离子分离柱则可以针对K+、Na+、Mg2+等离子进行测定。

2.5 分光光度和流动注射的分析技术

通常情况下显色反应灵敏度和选择性都比较高，因此在未来的研究过程中，应该将其作为研究重点，但是目前阶段分光光度法的应用最为广泛，通常情况下是应用在金属或者非金属离子的测定过程中。另外，如果在实际进行测定的时候将分光光度计法与流动注射技术进行结合使用，在进行蒸馏或者萃取的过程中获取的溶液中加入适量的药品后，后续再通过定容显色的方法就可以将化学操作以及彻底进行有效融合，目前在实验室中这种方法是应用最为广泛的一种自动分析技术，在当今的水质检测过程中的应用比较多，可以将水溶液中的NO3-、NO2、Cu2+等元素精确的检测出来。该方法在实际应用过程中具有以下一些优点：实际检测过程仅仅需要少量样品，检测精确度相对比较高，样品检测消耗时间非常短。这种检测方法在具体应用过程中分光光度计、原子吸收法、等离子体发射光谱等都可以作为其检测仪器，由此可见，其具有良好的仪器选择性。

3 化学分析与仪器分析的区别

化学分析和仪器分析方法之间的差别非常明显，化学分析方法通常情况下是应用在常量、半微量、高含量等成分的分析过程中，该方法具有较高的测量精确度，而且在实际应用过程中，通常情况下测量误差不会超过0.1%。

仪器分析通常情况下是用在微量以及痕微量的分析过程中，这种分析方法只有灵敏度高、检出限低、选择性好、操作便捷等一些特征，而且样品分析速度非常快，能够实现对样品分析的自动化，最终测定结果也能够达到误差的标准范围要求，但是情况下仪器分析的误差相对比较大，一般情况下能够达到5%，准确度以及精确度相对较好。

4 仪器分析技术在环境无机分析化学中的应用和展望

4.1 元素的定量定性分析

在环境无机分析化学领域中，多数情况下对元素进行定性定量分析时都是利用无机质谱的方法来测定微量元素的实际含量，而通过应用同位素值谱能够让最终检测结果更加精确。在实际进行元素解释过程中最为重要的一个环节就是离子探针解析设备，在实际针对固体中的微量元素含量或者是痕量元素含量进行检测的过程中使用这种设备，最终的检测准确度非常高。另外，在元素质谱分析方法中离子探测分析仪器的应用非常广泛，这种仪器实际的分析精度非常高，能够将固体材料中微量元素或者是痕量元素类型进行良好的反应，在该领域中具有良好的应用前景，而且在进行元素定性分析的过程中，还可以利用峰位方法，在结合峰强的实际特征就能够实现对微量元素以及痕量元素的定量分析；由于这种仪器设备在分析精度相对比较高，而且具有定量定性分析的作用，因此在各个行业中的应用十分广泛，不仅能够在无机化学材料方面得到应用，而且在地学领域的应用也比较多，主要是辨别矿区的化学组成等。

4.2 监测能力连续自动化

目前，在环境无机分析化学中一切具备持续自动化能力的分析仪器应用更加广泛，在环境分析领域中这种设备在检测中战略的地位越来越重要。这种设备能够在全世界范围内实现有效追踪，与此同时，还能够真的相关的信息进行快速完善和高效的识别。对于环境无机分析化学领域中的仪器设备来说，实现连续自动化能够让检测效益得到全面提升，最大程度减少样品检测消耗的时间，也能够最大程度节约样品检验的人力、物力资源。而且实际的检测精确度也能够得到进一步提升。从当前的技术水平来看，通过利用现代化技术，分析仪器完全能够实现定点和流动性的连续检测，同时还能够实现全球性的跟踪检测，在此基础上，相关研究人员就能够对于环境污染物的转移、传递的过程进行深入细致的研究，全面提升仪器设备的分析能力。

4.3 (超)痕量污染分析

由于目前全世界范围内面临的环境污染问题越来越严重，痕量元素以及超痕量元素对环境的威胁也越来越受到社会的广泛关注。面对这种形式，为了能够实现对(超)痕量元素影响环境的有效控制，在制定出相关检测标准的同时，在环境无机分析化学领域中现代仪器但应用前景也得到了进一步拓展。对于(超)痕量元素来说，其载体范围非常广泛，在现在的环境无极分析化学中应用的检测仪器，必须要能够同时是用在大气、水体、土壤、食品等几个方面。因此从检测仪器的角度来看，为了能够达到相关的检验要求，就必须要在灵敏度方面进一步提升，要能够针对(超)痕量元素进行快速检验，而且重点要针对“三致”物质进行的精确检验。

4.4 环境检测标准化

对于当前的环保形势来说，实现环境检测标准化是当前环保事业发展的必然需求，实现环境检测的标准化主要的目的是为了精确的把握环境的变化规律。目前来说，现代仪器已经逐渐成为了环境检测标准化的主要潮流，最近几年，现代仪器主要是针对所采集的(超)痕量元素数据来对环境的整体质量进行评估。从总体来看，分析仪器要具备更高的灵敏性，同时还能够将环境中存在的危害严重精确的检测出来，为相关部门治理环境提供可靠依据，在此基础上来促进环境向着良性循环的角度发展。另外，通过利用灵敏度更高的分析方法，能够进一步推动环境物质含量真正实现标准化，这样才能在有效控制环境污染的前提下，全面推动环境治理的实地发展。

5 结语

总而言之，人们的生活与化学息息相关，在无机环境化合物的研究过程中通过利用现代化化学仪器能够让过去数据信息更加精确。目前，全球正面临着最严重的环境污染问题，而要想实现环境的监测和有效治理就必须要进行环境的科学分析。环境无机化学分析过程中，通过充分利用现代仪器能够让最终的研究结果得到进一步优化，这对于当前我国环境无机分析化学研究水平的提升有极大的促进作用。