摘要：伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展和工業(yè)的規(guī)模急劇膨脹，環(huán)境問題已經(jīng)越來月凸顯。為了更好的在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，不至于對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，進(jìn)而危及子孫后代的生存，目前各國都已經(jīng)建立的自己的大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。作為大氣環(huán)境監(jiān)測中一種獨(dú)立的分析技術(shù), 化學(xué)發(fā)光分析法能夠有效的分析微量和痕量,而且設(shè)備簡單、結(jié)果準(zhǔn)確，因此被我國的多個(gè)領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。本文從介紹化學(xué)發(fā)光分析法的原理入手，在闡述其特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對多種環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)的檢測方法提出了具體的操作。希望對行業(yè)的發(fā)展有所幫助。論文發(fā)表：《大氣科學(xué)》是由中華人民共和國新聞出版總署、正式批準(zhǔn)公開發(fā)行的優(yōu)秀期刊。自創(chuàng)刊以來，以新觀點(diǎn)、新方法、新材料為主題，堅(jiān)持"期期精彩、篇篇可讀"的理念。大氣科學(xué)內(nèi)容詳實(shí)、觀點(diǎn)新穎、文章可讀性強(qiáng)、信息量大，眾多的欄目設(shè)置，大氣科學(xué)公認(rèn)譽(yù)為具有業(yè)內(nèi)影響力的雜志之一。大氣科學(xué)并獲中國優(yōu)秀期刊獎(jiǎng)，現(xiàn)中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊。

　　關(guān)鍵詞：化學(xué)發(fā)光分析法;原理;應(yīng)用;展望

　　Abstract: This paper introduces the chemiluminescence analysis principle, and described its characteristics based on the detection of a variety of indicators of environmental quality, provide the specific operation. I hope to help the development of the industry.

　　Key words: chemiluminescence analysis; principle; applications; Outlook

　　中圖分類號：X83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號：2095-2104(2012)05-0020-02

　　大氣監(jiān)測技術(shù)是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們逐漸意識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性而逐漸形成的,現(xiàn)代大氣監(jiān)測技術(shù)中最常用的一種方法就是化學(xué)發(fā)光分析法，在實(shí)際上的應(yīng)用比較廣泛。自從十九世紀(jì)七八十年代，人們發(fā)現(xiàn)了有機(jī)物的化學(xué)發(fā)光反映以來，研究人員先后將這種技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)領(lǐng)域的多種分析上面，而且都取得了不同程度的進(jìn)展。特別是隨著近幾年大氣環(huán)境監(jiān)測越來越凸顯的重要地位，化學(xué)發(fā)光分析的使用更顯得尤為廣泛。

　　1 化學(xué)發(fā)光分析法

　　1 . 1 化學(xué)發(fā)光分析法的原理

　　化學(xué)發(fā)光分析法的原理是指在沒有任何電能、光能、熱能等的作用下,僅僅依靠化學(xué)反應(yīng)釋放的化學(xué)能量激發(fā)光的輻射的發(fā)光形式。化學(xué)反應(yīng)不同,其產(chǎn)生的輻射光的波長也不同,因此化學(xué)發(fā)光分析法的基礎(chǔ)就是化學(xué)輻射光的光強(qiáng)度以及化學(xué)反應(yīng)的速度,其中后者是取決于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子的密度。通過對化學(xué)輻射光的光強(qiáng)度進(jìn)行檢測,就能夠計(jì)算出待測物質(zhì)的濃度。不論什么樣的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)都要進(jìn)行兩個(gè)關(guān)鍵的程序:化學(xué)激發(fā)和輻射光。因此,也就決定了只有滿足以下三個(gè)條件才能被稱之為化學(xué)發(fā)光反應(yīng):發(fā)生反應(yīng)后能夠提供激發(fā)光的化學(xué)能;發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后釋放的化學(xué)能需要被反應(yīng)產(chǎn)物吸收,并被激發(fā);處于激發(fā)狀態(tài)的反應(yīng)產(chǎn)物分子,釋放出光子或者轉(zhuǎn)移它吸收的能量至另一個(gè)光子并激發(fā)、輻射出光子,返回基態(tài)。

　　1 . 2 化學(xué)發(fā)光分析法的特點(diǎn)

　　化學(xué)發(fā)光法是由化學(xué)能量激發(fā)所產(chǎn)生的光輻射,因此其不需要任何外部的光、熱等能量,這樣就大大的避免的了瑞利散射及拉曼散射等對周圍的噪音的影響,提高了信噪比。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中,其靈敏程度相當(dāng)高,對于微量的氣體和金屬離子等微量元素的檢測、分析能夠達(dá)到1×10-9級;其線性范圍也很寬,能夠達(dá)到6個(gè)數(shù)量級;此外,化學(xué)發(fā)光分析法還具有分析快捷,自動(dòng)化方便等多重優(yōu)勢。

　　2 大氣環(huán)境監(jiān)測中化學(xué)發(fā)光分析法體系

　　2 . 1 魯米諾化學(xué)發(fā)光法

　　在最早研究出的化學(xué)發(fā)光法中魯米諾化學(xué)發(fā)光法就是其中之一,它在堿性溶液中能夠被氧化而被激發(fā)至激發(fā)狀態(tài),輻射藍(lán)光返回至基態(tài)。這里所說的氧化劑一般都是至H2O2。這種化學(xué)發(fā)光法在大氣環(huán)境監(jiān)測中一般用來測定空氣中的CO、SO2、H2S、氮氧化物等有害氣體的濃度。需要注意的是,其余氧化劑的反應(yīng)很慢,需要用金屬離子作為催化劑加快其反應(yīng)速度。通常情況下,發(fā)光強(qiáng)度與金屬離子的濃度是成正比的,因此,也可以對這些金屬離子例如銅、錳、鐵等進(jìn)行檢測,靈敏程度也較高。

　　2 . 2 過氧草酸酯化學(xué)發(fā)光法

　　這種反應(yīng)需要使用增敏劑即熒光化合物,H2O2催化其發(fā)光的過程。光輻射的情況僅與增敏劑的性質(zhì)有關(guān)而與試劑的性質(zhì)無關(guān),其光輻射效率高、光強(qiáng)度高壽命長。

　　2 . 3 光澤精化學(xué)發(fā)光法

　　光澤精是較早就應(yīng)用廣泛的一種發(fā)光試劑,同樣在堿性溶液中被強(qiáng)氧化劑氧化后能夠激化釋放藍(lán)綠光返回基態(tài)。光澤精化學(xué)發(fā)光法中使用的金屬離子催化劑為鉛、釩、鎢等,因此,在大氣環(huán)境監(jiān)測中也可以用來監(jiān)測這些離子。

　　2 . 4 高錳酸鉀化學(xué)發(fā)光法

　　在化學(xué)發(fā)光法中比較常用的強(qiáng)氧化劑除了H2O2外,另一種比較常用的就是高錳酸鉀。在酸性溶液中,放入甲醛可以催化其將鐵、碘、銅等發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生光輻射。

　　2 . 5 N - 溴代琥珀亞胺氧化發(fā)光法

　　在堿性溶液中,N-溴代琥珀亞胺可以在熒光素作為增敏劑的前提下,將無機(jī)銨鹽強(qiáng)氧化,發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng),激發(fā)光輻射,根據(jù)這個(gè)方法可以測定大氣環(huán)境中的銨離子。除了上述幾種化學(xué)發(fā)光法之外,還有1,2二氧雜環(huán)丁烷化學(xué)發(fā)光法等方法,都能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)激化不同產(chǎn)物發(fā)生光輻射返回基態(tài),可以對不同的離子進(jìn)行檢測,在大氣環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮著不同的作用。

　　3 大氣環(huán)境監(jiān)測中氣態(tài)物質(zhì)的檢測

　　3 . 1 氮氧化物的檢測

　　大氣中的氮氧化物NOx主要包括NO、NO2等濃度之和,利用NO和O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就能夠檢測除NO的含量;將氣體中的NO2通過還原劑的還原為NO就能夠檢測除NO2的濃度,得出大氣環(huán)境中氮氧化物NOx的濃度。

　　3 . 2 臭氧的檢測

　　在大氣環(huán)境中,超過半數(shù)的存在都是臭氧——O3,盡管它不是有害氣體 ,也不是有毒氣體,但是其存在對人們的正常生產(chǎn)、生活有著密不可分的關(guān)系,測定其在大氣中的濃度有著非常重大的意義。臭氧能夠與大部分的烯烴發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但是在化學(xué)反應(yīng)中,作為氧化劑的烯烴很容易在分析儀器中凝結(jié)轉(zhuǎn)化為液體,因此,作為其氧化劑的最好選擇就是乙烯。乙烯與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成甲醛,并且呈激發(fā)狀態(tài),當(dāng)其在返回基態(tài)的過程中釋放出輻射光。最重要的是:這個(gè)反應(yīng)對于臭氧是特效的,氣體分析不需要做預(yù)先分離出氮氧化物、甲烷等氣體。

　　4 大氣環(huán)境監(jiān)測中化學(xué)發(fā)光分析法的展望

　　大氣環(huán)境監(jiān)測所涉及的分析氣體中的污染物含量較小,并且由于人類進(jìn)行的化工作業(yè)等的發(fā)展,污染物種類多,涉及的方面廣,因此就需要靈敏度較高、線性范圍廣,并且使用快捷簡單的檢測方法。化學(xué)發(fā)光分析法具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢,能夠很好的滿足上述的要求,在大氣環(huán)境監(jiān)測中有著較為廣泛的應(yīng)用。為了能夠更好的適應(yīng)大氣環(huán)境監(jiān)測,化學(xué)發(fā)光分析法以后會(huì)在以下幾方面有著跟好的前景。

　　(1)能夠收集更為有效的檢測氣樣 ,分離處理技術(shù)與化學(xué)發(fā)光法綜合利用。

　　(2)研發(fā)更多更有效的化學(xué)試劑應(yīng)用于環(huán)境分析中,測定更多的有害成分。

　　(3)化學(xué)發(fā)光分析法與分離技術(shù)、傳感技術(shù)等綜合使用,擴(kuò)大其在環(huán)境分析中的應(yīng)用范圍。

　　5 結(jié)語

　　在大氣環(huán)境監(jiān)測中,化學(xué)發(fā)光分析法所具有的優(yōu)勢較為明顯,能夠滿足對環(huán)境分析的所有要求,還能夠與其他的分析技術(shù)綜合使用。但是其在實(shí)際應(yīng)用中還存在著一些需要完善的地方,例如:連續(xù)的消耗試劑,其檢測成本較高,應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步研究怎樣降低試劑的損耗;必須與毛細(xì)管電泳等分離儀器綜合使用才能夠達(dá)到檢測的要求;釋放量、釋放時(shí)間、釋放程度等都不能夠人為的精確的控制;采用固相催化劑、固定化;研究更多的化學(xué)發(fā)光方法,不僅單一的使用上述幾種方法等,需要業(yè)內(nèi)人士進(jìn)一步的努力和研究。

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