環(huán)境化學(xué)的化學(xué)分析和儀器分析研究方法

1、環(huán)境化學(xué)的化學(xué)分析和儀器分析研究方法 化學(xué)分析和儀器分析是討論環(huán)境化學(xué)的重要辦法，是舉行環(huán)境化學(xué)監(jiān)測(cè)的重要手段，隨著分析精度的提高和分析技術(shù)的現(xiàn)代化，這兩種辦法的作用越來越大。1化學(xué)分析討論化學(xué)分析的對(duì)象是水、氣、土壤、生物等各環(huán)境要素，化學(xué)元素及污染物的分析是環(huán)境化學(xué)討論的基礎(chǔ)。工作目的與要求不同，分析項(xiàng)目與精度也不相同。在普通環(huán)境化學(xué)調(diào)查中，區(qū)別為簡(jiǎn)分析和全分析，為了協(xié)作特地任務(wù)，則舉行專項(xiàng)分析或細(xì)菌分析，下面以水為例舉行簡(jiǎn)要解釋。(1）簡(jiǎn)分析簡(jiǎn)分析用于了解區(qū)域環(huán)境化學(xué)成分的概貌。例如，水質(zhì)分析，可在野外利用特地的水質(zhì)分析箱就地舉行，簡(jiǎn)分析項(xiàng)目少，精度要求低，簡(jiǎn)便迅速，成本不高，技術(shù)上簡(jiǎn)單

2、把握。分析項(xiàng)目除物理性質(zhì)（溫度、色彩、透亮度、嗅味、滋味等）外，還應(yīng)定量分析以下各項(xiàng)：hco3, so42-, cl-, ca 2+、總硬度、ph值等。通過計(jì)算可求得各主要離子含量及溶解性總固體（總礦化度）。定性分析的項(xiàng)目則不固定，較常常的有no3 , no2- , nh4+, fe2+, fe3+, h2s、耗氧量等。分析這些項(xiàng)目是為了初步了解水質(zhì)是否適于飲用。(2）全分析全分析項(xiàng)目較多，要求精度高。通常在簡(jiǎn)分析的基礎(chǔ)上挑選有代表性的水樣舉行全分析，比較全面地了解水化學(xué)成分，并對(duì)簡(jiǎn)分析結(jié)果舉行檢驗(yàn)，全分析并非分析水中的所有成分，普通定量分析以下各項(xiàng)：hco3、so42-、 cl-、 co32

3、- 、no2-、 no3、ca 2+、mg2+、 k+、 na+、 nh4+、fe2+、 fe3+、h2s 、co2、耗氧量、ph值及干枯殘余物等。(3）專項(xiàng)分析按照特地的目的任務(wù)，針對(duì)性地分析環(huán)境中的某些組分。例如，在水質(zhì)中，分析水中重金屬離子（hg, pb, cr, cd和as等的離子），以確定水的污染情況。(4）細(xì)菌分析為了解水的污染情況及水質(zhì)是否符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，普通需舉行細(xì)菌分析，通常主要分析細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌。在舉行環(huán)境化學(xué)分析時(shí)，對(duì)環(huán)境要素取樣必需有代表性。例如，在舉行水質(zhì)分析時(shí)，必需注重對(duì)地表水和地下水取樣分析。由于地表水體可能是地下水的補(bǔ)給來源，或者是排泄去路。前一種狀況下，地

4、表水的成分將影響地下水。后一種狀況下，地表水反映了地下水化學(xué)變幻的終于結(jié)果。對(duì)于作為地下水主要補(bǔ)給來源的大氣降水的化學(xué)成分，至今向來很少注重，緣由是它所含物質(zhì)數(shù)量很少。但是，必需看到，在早些狀況下，不考慮大氣降水的成分，就不能正確地闡明水化學(xué)成分的形成。因此要注重“三水”（地表水、地下水、大氣降水）的分析討論。化學(xué)分析普通包括滴定分析和稱量分析兩大類，這里不再贅述。2.儀器分析討論儀器分析是按照物質(zhì)的物理性質(zhì)或物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)來測(cè)定物質(zhì)的組成及相對(duì)含量。儀器分析需要精密儀器來完成最后的測(cè)定，它具有迅速、敏捷、精確的特點(diǎn)。普通認(rèn)為，化學(xué)分析是基礎(chǔ)，儀器分析是目前的進(jìn)展方向。日前分析儀器開頭進(jìn)入

5、微機(jī)化和自動(dòng)化，能自動(dòng)掃描，自動(dòng)處理數(shù)據(jù)，自動(dòng)、迅速、精確打印分析結(jié)果，且新的先進(jìn)儀器、新的儀器分析辦法不斷涌現(xiàn)。按照測(cè)定的辦法原理不同，儀器分析辦法可分為光化學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜法及其他分析辦法等。(1) 光化學(xué)分析法光化學(xué)分析法包括汲取光譜、放射光譜兩類。它是基于物質(zhì)對(duì)光的挑選性汲取或被測(cè)物質(zhì)能激發(fā)產(chǎn)生一定波長的光譜線來舉行定性、定量分析，主要包括以下辦法。比色法比較溶液色彩深淺來確定物質(zhì)含量的分析辦法，主要有目視比色法、光電比色法。分光光度法又稱吸光光度法。它是基于物質(zhì)的分子或原子對(duì)光產(chǎn)生挑選性汲取，按照對(duì)光的汲取程度來確定物質(zhì)的含量的辦法，主要有紫外可見分光光度法、紅外分光光度

6、法、原子汲取分光光度法。原子放射光譜法即物質(zhì)中的原子能被激發(fā)產(chǎn)生特征光譜，按照光譜的波長及強(qiáng)度舉行定性定量分析。(2) 電化學(xué)分析法電化學(xué)分析法即按照物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)，產(chǎn)生的物理量與濃度關(guān)系來測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的含量，主要包括以下辦法。 電位分析法挺直電位法、電位滴定法。 電導(dǎo)分析法挺直電導(dǎo)法、電導(dǎo)滴定法。 庫侖分析法庫侖滴定法、控制電位庫侖法。 極譜分析法經(jīng)典極譜法、示波極譜法、溶出伏安法。(3) 色譜分析法按照物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)不同而將混合物分別，然后用各種檢測(cè)器測(cè)定各組分含量的分析辦法。目前應(yīng)用最廣泛的辦法有以下四種。氣相色譜分析流淌相為氣體，固定相為固體或液體者。高效液相色譜法流淌相為液體

7、，固定相為固體或液體者。薄層色譜法將載體勻稱涂在一塊玻璃板上形成薄層，被測(cè)組分在此板上舉行色譜分別，用雙波長薄層掃描儀自動(dòng)掃描測(cè)定其含量。紙色譜以色譜紙作載體，以水或有機(jī)溶劑浸析斑點(diǎn)在紙上的被測(cè)樣品，達(dá)到被測(cè)組分與其他組分彼此分別。以上三種分析法是目前最頻繁的分析辦法。(4）其他分析法其他分析法如差熱分析法、質(zhì)譜分析法、發(fā)射分析法、核磁共振波譜法、x射線熒光分析法等。實(shí)際工作中，化學(xué)分析和儀器分析各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)取長補(bǔ)短，合理應(yīng)用。在環(huán)境化學(xué)監(jiān)測(cè)中，儀器分析主要用于分析水、空氣中的有毒物質(zhì)、土壤中的金屬及有機(jī)氯農(nóng)藥含量、農(nóng)作物中的農(nóng)藥殘毒等。對(duì)不同類型的環(huán)境要素，化學(xué)分析和儀器分析的內(nèi)容和辦法不盡相同。例如，地