环境检测中化学分析方法的应用研究

2022-09-07齐利平

皮革制作与环保科技 2022年15期

齐利平

（新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队，新疆哈密 839000）

现代环境检测领域内，存在多种类型的检测方法，如物理检测法、化学分析法等，化学检测法是较为常见，且应用最为广泛的一类，通过这类检测方法的应用，可使相关人员对环境具有更高的了解程度，从而为环境保护提供支持。所以，现代社会发展进程中，相关人员应加强对化学分析法的了解程度，只有这样，才会根据实际需求，选择最佳的化学分析法，以提升环境检测效果，为环境整治奠定良好基础。

1 环境检测

改革开放政策实施后，我国经济呈现出迅猛增长的态势，不仅改善了我国人民的生活质量与水平，同时还带来了诸多问题，环境问题是其中最为关键的一个。现代工业经营时，通常需要使用大量煤炭、石油等资源，这些资源运输、存储与使用过程中，均可能产生一定的环境破坏问题，如煤炭、石油燃烧时，会释放出大量CO2、SO2等有害气体，造成大气污染；资源使用时，可能排放大量含有重金属、有机物的工业废水，造成水污染等。这一背景下，随着人民生活水平的不断提升，逐渐对生活环境提出了更高的要求，因而开始利用各种方法对自然环境予以治理与保护，环境检测是其中至关重要的一种。通过环境检测，了解周边环境的具体情况，是否出现环境破坏问题及破坏情况，以此制定出相应的环境治理方案。

2 环境检测中化学分析方法的基本概述

2.1 化学分析方法的特征

2.1.1 应用范围广泛

环境检测是现代社会发展中的重要工作，有序开展这项工作，可推动现代社会向着更加良好的方向发展。而在环境检测时，则需要利用相应的方法对环境数据予以采集与分析，以确定出环境的具体情况，而这一过程中，则需要使用到化学分析方法。对于化学分析方法来说，应用范围非常广泛，涉及环境检测的方方面面，如空气中有害气体的检测，土壤中重金属的检测，水源中有机物、重金属的检测等，这些物质的检测，均可采用化学分析法[1]。

2.1.2 分析目标较为繁琐

现代工业化发展步伐不断加快的今天，逐渐出现了大量化学物品，据不完全统计，在现代国际领域中，化学物品的种类以达到了2 000万，其中，约有二十分之一的物质可能对土壤、空气、水源等造成破坏。这些物质由于结构不同，性质略有差异，导致其对环境造成不同影响，从而增加了环境检测的难度。所以，为了更好地对环境进行检测，必须选取合理的化学分析法，确保环境数据采集与分析的有效性，可真实、准确地分析出有害物成分情况及其在整个样品中的占比。

2.1.3 检测目标存在变异性

随着地球运动和时间的不断推移，各种物质的结构与特性也会出现一定改变，且这种改变是必然，不会因受到外界因素干扰而终止，因而给环境检测带来困难。化学分析法的主要原理为：通过对化学成分的变换情况，评估出环境内各种物质的具体情况。所以，在实际应用时，需要利用各种类型的检测设备与方法，全面对环境予以检测，以降低变异性对检测结果的影响。

2.1.4 应用具有普遍性

随着现代经济的迅猛增长，国家与社会高度重视环保工作，因此，环保部门加大了对化学分析法的应用，并全面对环境进行检测。近年来，社会各界均对环境监测进行了深入研究，研发出很多先进的检测设备与技术，通过对这些设备与技术的应用，可大大提升检测结果的精确性，从而将环境情况真实、准确的展示出来，以此为人类的生存与生活构建出良好的环境[2]。

2.2 化学分析方法的重要性

环境检测工作由很多环节构成，化学分析方法是其中较为重要的环节，直接关系到整个环境检测工作的质量。为了保证环境检测结果的精确性与合理性，必须要加强对化学分析方法的使用。化学分析方法可从多个角度对环境情况进行评估，明确自然环境具体情况，掌握工业生产中污染源的排放状况，以此提升环境检测效率，降低检测工作难度。环境检测过程中，工作人员要根据当地工业发展情况，初步确定出污染较为严重的区域，并以此为基础，对周边污染情况予以分类，进而设置出检测的先后顺序。利用检测，明确污染物种类，分析出造成污染的具体原因。在环境污染原因方面，根据深层机理的不同，可将其划分成两种类型，一种为自然因素，另一种为人为因素，但不论是哪种原因产生的污染物，均会对自然生态环境造成较大破坏。所以，想要加强对自然生态环境的保护，必须要有效对污染源进行控制，以防止出现环境破坏的问题。

另外，还应以化学分析为基础，设计合理的环境检测方案。在工业企业发展过程中，应针对具体情况设定相应的废物排放区，明确污染物的具体类型，并以此为基础，选择合理的机械设备，加强污染物的处理，以减少污染物向外界排放。与此同时，工业企业经营时，想要满足相关规定标准要求，环境管理机构还要利用各种途径收集环境数据，对这些数据整理与分析后，初步评估出可能导致污染的化学成分，展示出污染的程度水平，进而制定出相应的优化方案，以加强对环境的保护[3]。

3 化学分析检测法的选择原则

3.1 符合分析目的

环境出现破坏时，通常伴有一定量的污染物，因而对其分析检测过程中，应能够准确评估出环境中污染物的水平，以真实、准确地将环境状况展示出来。因此，应以环境检测目标为基础，结合检测的精度要求，确定最佳的检测仪器设备，以此检测出待测水样、土样与空气样品中含有的有害物质，以及这些有害物质的具体含量等，并确定环境破坏程度。一般来说，对环境检测时，通常采用国家标准分析法，该方法要投入大量资金，并投入较高的精力与时间，但精确度非常高。

3.2 注重材料的组成

环境检测领域内存在多种不同类型的化学分析方法，每种方法具有不同的特点与效果。所以，在实际应用时，应针对根据环境状况的观察与初步分析，预测出待测样品的组成情况，并以此为基础，选择最佳的化学分析方法，避免各种因素对检测结果造成影响，确保检测结果精确性符合要求。

3.3 精确测量待测样品中的成分含量

各种化学分析具有不同的测量界限，相关工作人员应根据这一情况，预估出待测样品中的成分含量，并以此为基础，选择符合要求的分析检测法，确保待测成分含量处于该分析方法的检测区间当中，同时，为了保证测量结果的精确性，还要确保样品中各种物质的实际水平与分析方法的接线存在一定的差异。

3.4 确定化学分析法的精确度要求

想要确保检测结果的精确性，最佳的方式是选择标准样品予以分析。部分人员研究中认为，对于标准物质来说，采集较为困难，为了解决这一问题，则应通过加标回收的方式予以处理，以快速获得标准物质，但对于这一处理方式来说，可靠性较差，即便这一方式的回收率可以达到100%，以只是表示添加物质检测时，并不会出现系统误差，但对成分情况不明确样品进行检测时，而无法判定是否出现误差。

3.5 合理使用分析方法

环境检测是一项复杂的工作，需要对多种对环境有害的物质进行检测，通过各种有害物质检测结果的全面分析，以此确定出环境的破坏情况。而对于各种有害物质来说，理化性能存在较大的差异，因而在实际检测时，难以通过单一的方式完成整个检测工作，而要针对实际需求情况，合理使用各种分析方法，通过各种方法间的相互配合，以得到更加精确地分析结果。

4 化学分析法的应用范围

4.1 大气检测

环境检测时，化学分析法应用最为广泛，其中，大气检测最为常见。具体来说，常用于检测两类有害物质，一种是硫化物。工业生产时，可能排放出大量的硫化气体，如H2S、SO2等，这些硫化气体与水接触后，将会产生硫酸，从而对土壤与植被生长造成损害。所以，对大气检测时，需要检测气体中硫化气体的含量。在国内，一般以三乙醇胺作为吸收实际，以高锰酸钾或碘化钾作为氧化剂，以此对空气中硫化物的含量予以测量。而在国外，则选择银作为氧化剂，对于银离子来说，具有水中不稳定的特性，因而利用电解AgNO3的方法，对空气中的SO2予以测量，可得到较为精确的测量结果。二是氮化物，对该物质检测时，原理与硫化物的检测原理基本相同。以相应飞行器作为主要工具，将检测剂Au带入到高空，当Au与空气中的NO接触后，则会出现氧化还原反应，通过对反应后物质成分的测量，即可推算出气体中NO的含量[4]。

4.2 水质检测

人类生活与工业的发展，均会向自然环境排放大量污水，从而造成严重的水污染问题。所以，在环境检测时，需要对水污染物进行测量。水污染物不仅包括有毒物质，而且还有金属离子、重金属等，通过对这些污染物的检测，评估水污染情况。所以，对水源进行检测时，为了保证检测结果的准确性，需要针对不同污染物的特性，选择多种不同的检测分析方法。目前，随着科学技术的快速发展，逐渐研发出很多性能良好，且功能健全的检测仪器，这些仪器可快速、准确地检测出水源中污染物的含量，如荧光检测仪等，利用该仪器设备可对水中的As、Se等重金属进行检测，灵敏度非常高，且结果较为可靠，现代环境检测领域，一般都采用该方法对水中的重金属进行检测[5]。

5 环境检测中常见的化学分析方法

5.1 原子荧光法

原子荧光法是化学分析方法中较常见的方法，广泛应用于水污染检测中。该检测方法的主要原理为：待测元素灯发射出一定强度与一定波长的光，与此同时，对待测水质进行加热处理，不断产生大量的蒸汽，当光穿过蒸汽后，部分特征谱线的光将会被吸收，而没有被吸收的光泽正常穿过水蒸气，并被单色器所收集，然后将其传输到光电检测元件上，该元件对光的分析，可绘制出相应的检测曲线，通过对该曲线的观察，即可确定出水中是否存在某种重金属元素，并推导出某种重金属元素的含量。

5.2 分光光度法

环境检测化学分析方法当中，分光光度法主要对农药成分进行检测。检测时，通常采用碘化硫代丁酰胆碱（BTCI）作为底物，在丁酰胆碱酯酶的作用下，将BTCI进行分解，从而生成一定量的碘化硫代与丁酸，之后以二硫代二硝基苯甲酸（DTNB）作为显色剂，向反应溶液内添加适量的DTNB，使其与溶液中的BTCI进行反应，得到黄色溶液，最后，在反应后的溶液内，插入分光光度计，并于412 nm处，持续对溶液的吸光度予以测量，进而推导出抑制率，以此即可确定出溶液中农药残留物含量的高低。若抑制率在50%以上，则表示溶液中的农药含量较高，这时，则应继续检测1～3次，确保检测结果的准确性。以甲胺磷与氧乐果为例，最低监测浓度如表1所示。

表1 甲胺磷与氧乐果的分光光度法检测最低浓度标准

5.3 化学发光分析法

通常采用化学发光分析法对自然环境中的有机物进行分析。该方法的主要原理是：通过化学反应，物质会产生一定的化学能，并被基态分子所吸收，使其变成激发态，当其处于量子化标准后，使得物质出现了一定的化学发光现象。也就是说，在化学反应当中，将化学能转换成了光能。具体操作时，主要通过待测样本发光强度与反应速度进行定量分析，计算公式为：Ia=dc（t）/dt，式中，Ia表示广德强度，dc（t）表示光子产生率。检测过程中，发光体系至关重要，选择合理的发光体系，可提升检测结果的准确性。现代检测领域当中，通常有两种发光体，一种为鲁米诺化学发光体系，常用于检测空气中的碳化物、硫化物的检测；另一种为光泽精化学发光体系，用于检测Pb、V、Ti等金属元素的检测。

5.4 原子发射光谱法

由物理学知识可知，物质是由原子构成的，而原子由两部分组成，中间为原子核，其外围包含一定量的电子，这些电子在不断运动，且具有相应的能量，大部分原子呈现出最低的能级状态，也就是我们常说的基态。受到激发光源的刺激后，可使基态逐渐吸收大量能量，并将这些能量传输给电子，使电子呈现出激发态，从而提升了原子的活跃性，在非常短的时间后，将大量能量释放出来，并恢复到基态，而这一过程中，则会与周围离子发生碰撞，以此对能量传递，并按照一定波长的电磁波形式辐射出去，通过对辐射信息的采集与分析，即可推导出物质的成分状态。该方式具有诸多优点，如可同时对多个元素进行检测，检测速度快，检出限较低等，因而广泛应用到Na、Mg等原子的检测当中。以Na原子为例，其能级图如图1所示。

图1 Na原子能级图

5.5 中子活化法

对于该方法来说，最先应用于考古领域，随着该方法的成熟与完善，逐渐被应用到其他各个领域，其中包括环境检测工作[6]。根据操作原理的不同，可将其划分为两种不同的方法，一种为不破坏中子活化分析法，也叫做仪器活化分析法，另一种为反应堆照射后的样品经化学分析后，通过相应的核仪器设备，对破坏的中子活化分析。近年来，随着科学技术的快速发展，逐渐研发出性能更加良好，功能更加健全，且分辨率更高的Ge（Li）γ谱仪，使得中子活化法的应用更加广泛。但需要注意的是，若样品结构较为复杂，则会对增加检测难度，为了提升检测结果的精确性，则应对样品予以组分分离处理。