化学物相分析在环境科学中的应用进展

田小瑞

摘要：随着科学技术的不断发展，环境科学领域中出现了越来越多的高新科学技术，其中具有代表性的化学物相分析方法，其最早被应用在选矿和冶金等学科的研究中，而随着环境科学的的内涵不断的发展，才使得化学物相方法在环境科学领域中得到了广泛的引用。因此，本文阐述了环境科学和化学物相分析，分析了化学物相分析在环境领域中的应用及存在的问题。

关键词：化学物相分析;环境科学;应用

随着科学技术的不断发展，化学物相分析的研究越来越先进，作用越来越明显，其在应用中各种新技术、新手段都得到了全面、综合的处理与完善，从而使得整个工作体系中都得到了优化与改善。在目前的化学科学中，不同的化学元素有着不同的形态模式，其在化学行为的应用中各种不同的化学元素都有着不同的存在形态和工作模式，各种化学行为.物理学等方面都有着极为全面和完善的应用价值，而对于这些具有着差异性和状态都存在着价态工作体系和工作模式，也是--种综合性的工作流程和工作体系，对于化学物相含量的分析进行测定与完善，这样便能够方便不同的元素在其中进行分析和提取。

1环境科学和化学物相分析

环境科学是一门集物理、化学、生物、地理等多学科为一体的跨学科专业，它所研究的内容主要包括物理、生物和化学三个部分。概括来说，环境科学是一门研究人类活动对环境的影响，以及人类活动发展和环境演化规律之间的相互关系的学科。它的研究目的是为了寻求一.条人类和环境和谐共生、共同进步的可持续发展途径。

化学物相分析是一种物相分析方法，它在环境科学中又被称为“化学形态分析”。.一般而言，化学物相分析的实践范围大多属于科学研究和工业生产，尤其是在矿产资源利用，即矿质检测和冶金等学科中所发挥的作用最大。化学物相分析的理论基础是根据各种物质（矿物和化合物）在化学溶剂中的溶解能力和溶解速度的不同，通过选择不同的溶解方法来测定所检测样品中某一-元素呈化学形式存在的不同含量。化学物相分析与物理物相分析相对，它是依靠检测化合物或矿物的化学性质而存在的一种物质分析方法，而物理物相分析则是检测矿物的物理性质。现阶段，化学物相分析在环境科学中的应用已经十分广泛，并且经过多年的发展，化学物相分析已经和其他先进的科学技术相互结合，所得到的分析和评价结果比以前更加准确、可靠，在环境检测和环境治理、污染控制中起着不可忽视的作用。

2化学物相分析在环境领域中的应用

化学物相分析方法在环境科学中有着广泛的运用，其在土壤、水质、工业废渣、大气监测等领域都有着重要的应用，笔者则主要针对化学物相分析对于水体沉积物的研究中的运用进行分析。本文研究的水体，指的是包括海洋、湖泊、江河等水体的总称。

2.1土壤分析与评价

土壤是人类生存和植物生长不可或缺的供给资源，植物在生长的过程中，需要从土壤中吸取不同的元素作为养分，来实现快速生长。受到污染的土壤中含有大量的有害微量元素，对于植物的生长会产生严重的影响。不同的微量元素有着不同的存在形态，对植物产生的毒害作用也不尽相同，人们关注的重点也不尽相同，对于Cu、Mn、Zn等营养元素，人们更多的关注其在土壤中的总含量和分布形态，是否能够满足植物生长的需要;而对于Cd、Pb、Cr等有毒元素，人们更多的关注他们的存在形态以及对植物生长产生的影响，以及通过食物链对人体健康产生的危害。所以，利用化学物相分析法对土壤中元素的存在形态或赋存状态及其迁移转化规律，为土壤环境监测和污染治理提供了一种重要的手段。我国从20世纪80年代以来开始重视土壤中元素的形态分析研究工作，从方法上讲，大部分都是沿用Tessier提取法和BCR三步提取法。

2.2水體分析与评价

近些年来，工业生产规模的扩大所产生的工业废水以及人们日常生活中产生的生活污水共同流入江河中，便会导致各种金属元素也大量的进入到水体中，对水体环境造成了严重的污染，这些进入到水体中的金属元素，与水中生物和其他物质会发生一系列的物理反应和化学反应，其中一部分生成物就会在河流的两岸以及近海区发生沉积。

针对水体沉积物中的金属形态进行分析，通常采用的是五步提取法或者是三步提取法。我国对化学物相分析方法的重视，是从上世纪80年代开始的。为了提高对环境质量评价的准确性和科学性，在实际的工作中，将化学物相分析与生物暴露试验相结合也是当前一种常见的应用方式。通过二者的有效结合，能够对不同金属物质的水溶态进行区别，以此来判断水体中的金属属性和含量。

对于水体中汞含量的检测，可以利用测汞仪。进行测量前，需要对测汞仪进行预热1-2h，确保仪器性能处于最佳状态。预热完成后，将采集的水体样本配置的汞标准使用液2.0，4.0，8.0，10.0g/mL分别放置在不同的汞蒸气发生器的还原瓶中，然后加入1.0mL还原剂氯化亚锡，并迅速将瓶盖盖紧，便可以看到溶液中产生气泡。这时从仪器读数显示的最高点进行测量并且记录其吸收值，最后利用一次线性回归方程对吸光值与汞质量的关系进行求解。计算公式为：X1=（m1-m2）（V1-V2）*1000/（m3*1000）。

2.3工业废弃物分析与评价

现代工业的快速发展，产生了大量的固体废弃物，尤其是矿山开采产生的尾矿、冶炼生产产生的废渣和废弃等，都是造成环境污染严重的因素。在工业废渣中含有大量重金属，这也是工业污染中最为严重的污染成分。含有大量重金属的物质，不仅其本身具有不可降解性，同时也会对其周围的环境造成巨大的潜在危险，对人和其他的生物都产生重要的影响。工业废渣对环境产生的影响，不仅仅是与其重金属含量有关，同时也与其中包含的各种有害因素之间的转化和迁移有着密切的关系。

因此，化学无相分析方法的运用，能够对工业废渣中有害元素的存在形态进行分析，为工业废物的处理提供一定的理论基础。当前，在工业生产中产生最为严重的污染物是在煤矿开发过程中产生的煤矸石，当其遇到雨水和地表水的作用，便会从将大量的有害微量元素溶解，并且进入到土体和水体环境中，造成水体质量下降、土体环境遭到破坏等，周围的生物无法生存，对人体健康也产生巨大的威胁。

3存在的问题

（1）从理论上讲，化学物相分析中选择溶解的程序与自然界发生的实际过程并不相同，因为在自然环境中发生的是弱提取和慢动力学反应的过程，但分级提取法的许多操作程序均非热力学平衡状态，而是受多种快、慢反应的动力学过程所控制，在浸取某一相的同时，可能还会破坏另一相，因此其分析结果的物理化学意义往往比较难予较好的解释。

（2）分级提取操作要求被测样品中存在能够分别提取的单独的地球化学相，实际上土壤或沉积物中并不存在完全意义上的化学或物理相，因此测定结果只能得到一种人为定义的元素形态分布。

（3）化学物相分析的环境标准样品的研究工作还比较滞后，目前尚未有投入，因而在浸取方法准确性的验证以及方法之间的比较方面尚缺少可靠的参比依据。

4结语

随着人类工业生产的不断发展，对自然环境造成的影响也日趋严重，环境问题已经成为了全球面临的一个重点课题。化学物相分析方法的运用，为环境监测和评价工作提供了重要的技术手段，关于化学物相的多种研究成果也为环境科学的发展提供了更有力的技术职称，而随着科学技术的不断进步，化学物相分析方法也会不断的进步，并且取得新的研究进展，在环境科学领域也将发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1] 王景莹.环境科学中化学物相分析的应用[J].中国化工贸易，2018，10（15）.

（作者单位：陕西未来能源化工有限公司）