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簡介：分析化學(xué)與環(huán)境保護(hù)黃勇蝦03081144環(huán)境化學(xué)是70年代以后剛剛發(fā)展起來得一門新興的化學(xué)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的交叉學(xué)科它是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)新的重要分支也是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分。環(huán)境化學(xué)是一門研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng)（生態(tài)效應(yīng)、人體健康效應(yīng)以及其它環(huán)境效應(yīng)）以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)它的研究內(nèi)容包括（1）化學(xué)污染物在環(huán)境中的含量和污染程度其不僅要對污染物進(jìn)行定量檢測，而且還要對其在環(huán)境中的毒害性和對環(huán)境的影響作出鑒定（2）研究化學(xué)污染物在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿，特別是污染物在環(huán)境中的積累、相互作用機(jī)制和生物效應(yīng)等，包括化學(xué)污染物致畸、致突變、致癌作用機(jī)理，化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與毒性之間的相關(guān)關(guān)系，各種污染在食物鏈傳遞過程中的生化過程等環(huán)境化學(xué)的研究方法以化學(xué)方法為主，亦借鑒生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地學(xué)的思路和手段，因而環(huán)境化學(xué)的發(fā)展本身即推動(dòng)這些學(xué)科與環(huán)境化學(xué)的相互滲透和交叉化學(xué)中5個(gè)應(yīng)該發(fā)展的尖端領(lǐng)域包括環(huán)境化學(xué)、反應(yīng)活性知識、化學(xué)催化反應(yīng)、生命過程化學(xué)和在極端條件下的化學(xué)行為環(huán)境化學(xué)就是其中的一個(gè)領(lǐng)域環(huán)境化學(xué)主要包括環(huán)境分析化學(xué)環(huán)境污染化學(xué)大氣水體土壤環(huán)境化學(xué)環(huán)境污染控制化學(xué)1995年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)第一次授予三位環(huán)境化學(xué)家CRUTZENROWL和MOLINA環(huán)境分析化學(xué)ENVIRONMENTALANALYSISCHEMISTRY環(huán)境分析化學(xué)是研究環(huán)境污染物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)以及含量的分析化學(xué)的一個(gè)新分支。在某種意義上講環(huán)境科學(xué)的發(fā)展依賴于環(huán)境分析化學(xué)的發(fā)展。環(huán)境分析化學(xué)具有以下特點(diǎn)1涉及范圍廣2對象復(fù)雜3變異性4定量分析痕量甚至超痕量分析5普遍性及實(shí)用性強(qiáng)環(huán)境分析化學(xué)中近年發(fā)展的的幾項(xiàng)技術(shù)1激光腔內(nèi)共振衰減吸收技術(shù)CAVITYRINGDOWNLASERABSPTIONSPECTROSCOPY2固相微萃取技術(shù)SOLIDPHASEMICROEXTRACTION3現(xiàn)場分析化學(xué)和工藝技術(shù)FIELDANALYTICALCHEMISTRYTECHNOLOGY4色譜進(jìn)樣技術(shù)柱頭進(jìn)樣ONCOLUMN分流無分流進(jìn)樣SPLITSPLITLESS吹捕法進(jìn)樣PURGETRAP環(huán)境分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)１用氧化還原滴定法做化學(xué)需氧量COD測定高錳酸鉀法）2新鮮蔬菜和水果中亞硝酸鹽測定方法研究３廢舊干電池滲漏液主要含汞鉻鎳鉛離子所含的各種重金屬離子濃度的分析）4飲用水中有機(jī)磷農(nóng)藥的樣品前處理與HPLC分析化學(xué)需氧量（ＣＯＤ）是水質(zhì)污染程度的重要指標(biāo)之一，是指在特定條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，消耗氧化劑所相當(dāng)?shù)难趿?，以每多少毫克Ｏ２表示ＣＯＤ反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，包括有機(jī)物，亞硝酸鹽，亞鐵鹽，硫化物等一般水樣可用高錳酸鉀法測定用氧化還原滴定法做化學(xué)需氧量COD測定高錳酸鉀法一實(shí)驗(yàn)原理水樣加入硫酸酸化后，加入一定量的KMNO4溶液，并在沸水浴中加熱反應(yīng)一段時(shí)間，然后加入過量的NA2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液，使之與剩余的KMNO4充分作用，再用KMNO4溶液回滴過量的NA2C2O4通過計(jì)算求得高錳酸鹽指數(shù)值反應(yīng)如下４MNO4－＋５C12H4MN25CO26H2O2MNO4－＋5C2O416H4MN210CO28H2O計(jì)算結(jié)果如下高錳酸鹽指數(shù)（O2，MG／L）＝其中，Ｖ１和Ｖ２分別為KMNO4的開始加入體積和加滴過量NA2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，CＫＭNＯ４和ＣNA2C2O4分別表示以KMNO4和NA2C2O4為基本單元的物質(zhì)量的濃度二步驟流程圖水樣＋硫酸（１＋３）沸水浴中３０MINKMNO4標(biāo)準(zhǔn)溶液（Ｖ１）水樣＋KMNO4NA2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液（Ｖ）水樣＋NA2C2O4KMNO4標(biāo)準(zhǔn)溶液（Ｖ２）水樣二新鮮蔬菜和水果中亞硝酸鹽測定方法研究研究內(nèi)容利用分光光度法研究消除新鮮蔬菜和水果中抗壞血酸對亞硝酸鹽測定干擾的方法。實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)的影響因素分析１提取溫度和時(shí)間對回收率的影響２抗壞血酸對回收率的影響３活性炭對回收率的影響結(jié)論實(shí)驗(yàn)部分1）儀器和試劑722型分光光度計(jì)；恒溫水??；N1萘基乙二胺溶液溶解0200GN1萘基乙二胺于150ML乙酸（15）中，混勻，置于棕色瓶保存于冰箱（4C）中。對氨基苯磺酸溶液稱取0500G對氨基苯磺酸，溶于150ML乙酸（15）中，混勻，必要時(shí)過濾，置于棕色瓶保存于冰箱中。亞硝酸鈉儲(chǔ)備溶液稱取亞硝酸鈉0100G，溶于少量蒸餾水中，然后轉(zhuǎn)移至1L容瓶中，用蒸餾水定容至刻度。該儲(chǔ)備溶液的濃度為100ΜGML，使用時(shí)稀釋至所需的濃度。亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液取1ML亞硝酸鈉儲(chǔ)備溶液于100ML容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度。該標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為1ΜGML。4醋酸鋅水溶液準(zhǔn)確稱取400G醋酸鋅，溶于100ML蒸餾水中。2MOLML氫氧化鈉準(zhǔn)確稱取氫氧化鈉8000G溶于1L蒸餾水中。3鹽酸用移液管準(zhǔn)確取3ML濃鹽酸于100ML容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度。2）實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確稱取勻漿樣品約20G于200ML燒杯中，加入500ML醋酸鋅溶液，用2MOLL氫氧化鈉調(diào)PH值為7275，再加入1G活性炭，混勻，置于70C水浴中，適當(dāng)攪拌，加熱30MIN后取出，冷卻至室溫，用布氏漏斗初次過濾，同時(shí)用20ML蒸餾水清洗燒杯和玻璃棒，淋洗液倒入漏斗中清洗濾渣，所得濾液轉(zhuǎn)入100ML容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，取部分濾液用045ΜM濾膜過濾，膜濾液備分析用，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。取10ML膜濾液于25ML帶塞比色管中，加入25ML對氨基苯磺酸溶液，混勻，5MIN后再加入25MLN1萘基乙二胺溶液，同時(shí)調(diào)節(jié)PH值為12左右，加蒸餾水至刻度，混勻。于540NM波長下進(jìn)行比色測定。已顯色的樣品應(yīng)在45MIN內(nèi)測定完畢。3）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制在6支25ML比色管中，分別準(zhǔn)確加入05，10，20，30，40和50ML濃度為10ΜGML的NANO2標(biāo)準(zhǔn)溶液后，分別測定吸光度，并繪制曲線如下絡(luò)合物的穩(wěn)定性在樣品中加入顯色劑后所生成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨時(shí)間延長而發(fā)生變化取3ΜGNANO2，測定其不同顯色時(shí)間下的吸光值，所得數(shù)據(jù)見表提取溫度和時(shí)間對回收率的影響以芹菜樣品為例研究溫度和時(shí)間對提取率的影響在20G的芹菜樣品中加入80ΜG亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)樣品，在不同提取溫度（30C，70C和100C）及加熱時(shí)間（15MIN，30MIN，45MIN和60MIN）下考察溫度和加熱時(shí)間對回收率的影響結(jié)果如下表不同溫度和時(shí)間條件下的回收率抗壞血酸對回收率的影響很多水果和蔬菜中都含有抗壞血酸，其含量一般為10600MGKG（鮮重），有的甚至高達(dá)000MGKG?？箟难崮軌蚺c亞硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)，引起測定的負(fù)誤差選擇亞硝酸鹽含量為10ΜG和20ΜG的兩組樣品，一組加抗壞血酸，另一組不加抗壞血酸以兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果來考察抗壞血酸對亞硝酸鹽回收率的影響結(jié)果如下表抗壞血酸對亞硝酸鹽回收率的影響活性炭對回收率的影響活性炭由于其很好的吸附性，可消除抗壞血酸對亞硝酸鹽測定的影響。試驗(yàn)中選擇含有10ΜG和20ΜG的亞硝酸鹽的兩組樣品，兩組樣品均加入22ΜG抗壞血酸，其中一組加活性炭；另一組則不加，觀察活性炭對抗壞血酸干擾改善的情況。結(jié)果如下表活性炭對回收率的影響結(jié)論（1）在進(jìn)行新鮮蔬菜和水果樣品中亞硝酸鹽的提取時(shí)，最佳條件是溫度70C，加熱時(shí)30MIN。（2）研究結(jié)果證明，食品中的抗壞血酸是造成食品樣品亞硝酸鹽提取率低的主要原因之一。（3）加入活性炭可吸附致使亞硝酸鹽測定產(chǎn)正、負(fù)誤差的物質(zhì)（如抗壞血酸等），從而消除了它們對亞硝酸鹽測定的干擾，提高了亞硝酸鹽的回收率，增強(qiáng)了其測定的準(zhǔn)確度。一首先收集廢置比較久的5號電池并收集一定量的雨水二設(shè)計(jì)柱形的放置廢舊電池的容器材料最好是玻璃或塑料下端要有供滲漏液流出的出口上端的柱形開口放置雨水可以緩慢滴下的容器比如滴定管柱形容器下端用錐形瓶收集滲漏液柱形容器中放置適量的廢舊電池這樣的實(shí)驗(yàn)裝置要求有34組且各組所放的電池?cái)?shù)目和樣式應(yīng)盡量相同三收集滲漏液上端應(yīng)控制雨水落下的速度足夠慢最好使上下滴落的速度盡量相同且柱形容器中盡量不要有匯集的雨水每組收集34次每次50ML的待測樣品待測溶液中的雜質(zhì)要事先通過過濾除掉廢舊干電池滲漏液的分析四進(jìn)行汞鉻鎳鉛四種重金屬離子的分析滴定1汞量法以氯化鈉作滴定劑二苯胺基脲作指示劑未滴定時(shí)汞鹽生成的氯化汞是解離度很小的絡(luò)合物形成藍(lán)紫色的螯合物當(dāng)溶液由藍(lán)紫色變未無色時(shí)指示終點(diǎn)到達(dá)2溶液中以過量的CNˉ掩蔽鎘和鎳以EDTA為滴定劑以鉻黑為指示劑測定鉛含量3調(diào)至氨性在氨性溶液中以丁二酮月虧為沉淀劑與鎳生成鮮紅色螯合物沉淀過濾洗滌組成恒定可烘干直接稱量4液調(diào)制弱酸性加入NA2S生成黃色的CDS沉淀析出過濾洗滌可烘干直接稱量五對所得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和校正最終得到滲漏液所含的各種重金屬離子濃度一般情況的數(shù)據(jù)環(huán)境分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)一飲用水中有機(jī)磷農(nóng)藥的樣品前處理與HPLC分析水樣中有機(jī)磷污染物的分析首先需要進(jìn)行樣品前處理，將目標(biāo)組分從水樣中提取并富集起來，之后采用LC或GC方法進(jìn)行分析1水樣中農(nóng)藥的固相提取固相提取技術(shù)是水樣前處理的有效工具采用WATERSOASISHLB固相提取產(chǎn)品，可以高效提取水樣中的有機(jī)磷農(nóng)藥，獲得理想的回收率結(jié)果見表１）水樣中有機(jī)磷的提取制備樣品，活化固相提取小柱（分別用５ML乙酸乙酯，５ML甲醇及５ML水），進(jìn)樣（將500ML水樣加入小柱中）清洗（5ML水）徹底吹干洗脫（10ML乙酸乙酯）氮?dú)獯祾呦聦⑾疵撘簱]發(fā)至干，用1ML梯度初始流動(dòng)相配制后進(jìn)樣2有機(jī)磷農(nóng)藥的HLPC分析采用配置二極管矩陣檢測器的WATERS梯度HPLC系統(tǒng)、反相色譜柱可對多種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行分析，獲得滿足法規(guī)要求的檢測結(jié)果有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)樣品和飲用水樣品的HPLC分析結(jié)果見圖1與圖2３討論比較圖３二極管矩陣檢測器的紫外光譜比較樂果和馬拉硫磷標(biāo)準(zhǔn)樣品與相應(yīng)干擾峰參考文獻(xiàn)1環(huán)境化學(xué)中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心主辦學(xué)術(shù)性刊物2分析化學(xué)與環(huán)境保護(hù)徐明3基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)無機(jī)與分析廈門大學(xué)謝謝大家

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