化学分析技术在大气监测的应用

摘 要：隨着世界经济的迅猛发展，全球工业也取得巨大的进展，随之而来的就是环境大气污染日益严重的问题，为了保护环境大气，全球各个国家都建立了相应的监测体系来监测大气。化学发光分析法是一种完善的独立分析技术，在我国的各个分析行业都有广泛的应用，在对大气进行监测的过程中，该技术可以对微量及痕量进行科学的分析。该分析技术在我国已经有了较多年的研究，其所需的设备较为简单，易操作，且具有较高的灵敏度，具有较广的线性响应范围，十分容易被人们使用关注。经过大量的实践可知，在现存的环境科学研究中，该分析技术已经成为了研究大气污染源、检测大气等各个方面的关键技术。

关键词：化学发光分析法；大气环境；监测

目前，工厂排放的废气、废弃物的燃烧等含有大量的有毒气体，对环境空气造成了严重的污染，进而严重的威胁了人体的身心健康。排放到空气的有毒气体SO2不但对人体的眼结膜及呼吸道等具有严重的危害作用，而且会与氧结合形成一种酸雾，进而对农作物、金属及建筑等造成严重的破坏；空气中含有的氮化物NO会使存在于人体血液中的血红蛋白丧失亲氧的能力；而大气中的NO2则是一类重要的光吸收因子，在一定的条件下，NO2可以和其他的污染物质进行反应，产生相应的污染问题；大气中的光化学烟雾所含有的主要化学物质是碳氢化合物，它主要是与氮氧化物一起反应生成烟雾；大气中的污染物在发生化学反应后生成了二次污染物，例如O3。在大气中存在一些气体不属于污染成分，但是对人体的健康有着一定的危害。因此，环境大气监测的主要内容就是对存在于大气中的气态物质进行检测。对大气中的气态污染物进行检测分析的技术主要有：分光光度法，容量法，色谱法，原子吸收法等。以上这些方法都存在一定的局限性。而依据化学反应产生的光辐射所具备的强度来分析测定物质含量的方法为化学发光分析法，该方法所需的仪器较为简单，且具有较高的灵敏度，测定的速度较快等等，在对环境进行监测分析时多采用该分析方法。

1 化学发光分析法常用发光体系

1.1 过氧草酸酯分析法

该分析方法需要添加增敏剂，换言之就是荧光类化合物，利用过氧化氢作为催化剂。光辐射的强度和反应试剂没有关系，而是与增敏剂的性质有关，光辐射的频率较高，其寿命越久。

1.2 光泽精化学发光法

在环境监测中使用最早的一种发光试剂就是光泽精，且在碱性溶液中该发光试剂可以被强氧化剂氧化而释放蓝绿光，进而重返基态。该发光法将铅、钨等金属离子作为催化剂，因此，在对大气进行监测的过程中，该发光法可以对这些离子进行监测。

1.3 鲁米诺化学发光体系

该试剂是使用最广泛最早的试剂之一，该试剂需要在碱性的条件下进行化学反应，例如在某些氧化剂的作用下，该试剂可以产生425nm的化学发光波长，而通常采用H2O2作为氧化剂。在大气监测中，该发光体系已经成功的监测出了多种有毒气体的浓度，如二氧化硫、一氧化碳等。另外，一般情况下，该试剂在没有催化剂的条件下与H2O2发生反应的速度极为缓慢，反之，两者的反应速度极为迅速。在该反应中，金属离子是其最常用的催化剂，其发光的强度随着催化剂浓度的增大而增大，进而可以对一些金属离子进行化学发光反应，通过该反应可以对含有金属离子的化合物进行分析，并且具有最高的灵敏度。

1.4 KmnO4化学发光法

在化学发光分析法中，除了过氧化氢外，高锰酸钾也是使用最广泛的一种氧化剂。在酸性体系中，加入甲醛溶液可以催化该反应将铜、铁等氧化，从而产生光辐射。[1]

2 环境大气中气体成分的检测

2.1 测定氮氧化物的浓度

存在于大气中的氮氧化物主要有一氧化氮、二氧化氮等，而通过一氧化氮和臭氧发生反应，就能测定出一氧化氮的浓度。利用相应的还原剂将二氧化氮还原为一氧化氮，就能够测定出二氧化氮的浓度，进而获得大气中氮氧化物的总浓度。

2.2 测定臭氧的浓度

在大气中，臭氧占据了大多数，虽然臭氧不属于有毒气体，但是在人们的日常生活生产中，臭氧有着十分密切的联系，对大气中臭氧的浓度进行测定具有极其重要的意义。臭氧可以和大多数的烯烃进行反应，但是在实际的反应中，烯烃作为一种氧化剂极易在相关仪器中转变为液体，所以，在大多数的反应中，乙烯属于最佳的氧化剂，臭氧与其反应可以生成甲醛，同时所呈现的状态为激发。而其光辐射则是在重返基态的过程中释放。该反应中最关键的是：这个反应所进行的气体分析不需要事先对氮氧化物等气体进行分离，对臭氧是特有的。[2]

3 小结

在大气的监测过程中，化学发光分析法具有极为显著的优势，对于环境分析所应具备的要求都能够满足，同时也能够和其他的技术共同使用。但在实际的运用中，该方法还存在一定的不足之处，比如：对试剂的消耗较大，所需成本较高，应当针对试剂的消耗问题进行深入的研究；该方法必须和一些分离仪器共同使用，才可以达到相应的要求；人们无法对释放量、时间及程度等进行精准的控制；对化学发光法进行深入的研究，开发更多的分析体系，而不单单使用上述几种体系。

参考文献：

[1]刘世磊.化学发光分析法在环境监测中的应用[J].资源节约与环保，2014（11）：46.

[2]刘美丽.大气环境监测中化学发光分析方法的应用与展望[J].科技资讯，2011（34）：131.

作者简介：马维维（1986-），女，汉族，江苏徐州人，大专，助理工程师，目前从事化学分析工作。