1.3 儀器分析在環境監測中的應用
1.環境優先污染物
環境與物質是人類賴以生存的基礎,隨著生產力的發展和科學技術的進步,人類獲取的物質越來越多,在各類物質生產中,化學品的發展尤為迅速,以每年大約1000種的速度在增長。化學品的生產極大地豐富了人類的物質生活,給人類帶來巨大利益和享受的同時,無節制的使用和排放也給環境和人體健康帶來了潛在的巨大危害,人們把這些會危害環境和人體健康的化學品稱之為有毒化學品。
為保護環境,提高人類生活質量,許多國家都采取了一定的污染防治措施。就有毒化學品的污染控制而言,由于其種類多、數量大,不可能對每一種污染物都制訂排放標準,都限制排放,都實行控制,只能有針對性地從中選出一些重點污染物予以控制。由于每個國家在制定控制標準時的原則不同,經濟發展水平和技術水平有差異,因此篩選出的優先控制有毒污染物名單就有所不同,但都把危害大的化學物質作為優先控制對象,我們把優先選擇的有毒污染物稱為環境優先污染物,簡稱為優先污染物,對優先污染物進行的監測稱為優先監測。
雖然各國公布的環境有毒污染物控制名單有一定差異,但它們大多具有如下特點:一是難降解,在環境中有一定殘留水平;二是具有生物積累性;三是具有致癌、致畸、致突變或毒性;四是可以檢出。具有以上特點的污染物,對人體健康和生態環境將構成重大的潛在威脅,理所當然地就成了人們控制的重點污染物——優先污染物。表1-4列出了美國129種優先污染物名單,表1-5列出了中國68種優先污染物名單。
表1-4 美國環境保護局優先污染物表

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表1-5 水體中68種優先污染物(中國)

注:①擇先考慮實施監測。
2.環境優先污染物的分析監測
從表1-4和表1-5中看到,美國的優先污染物和中國的優先污染物名單雖有不同,其實都只包括兩類物質:一類是有機化合物;另一類是金屬及其化合物。這些優先污染物,包括其他大量的有毒化學物質,在水體、土壤、大氣中的含量一般都比較小,但危害卻非常大,用常規的化學分析方法基本無法進行監測和分析,必須采用各種儀器分析方法。如對許多金屬元素的分析監測,我國的國家標準規定,可以用原子吸收光譜法來完成,表1-6列出了可用原子吸收方法測定的金屬元素及國家標準。
表1-6 原子吸收法測定水環境中的金屬元素

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注:表中的內容涵蓋了中國和美國所有優先污染物中的金屬元素。
美國的一個研究機構將114種有機優先污染物分為12組,用適當的溶劑和方法進行萃取分離后,全部可用氣相色譜或液相色譜進行分析監測,并且在氣相色譜分析過程中,用填充柱可以全部完成,具體見表1-7。
表1-7 美國對114種有機優先污染物的色譜分析

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上面簡單列舉了原子吸收法和色譜法在環境優先污染物分析監測中的一些應用,實際上,每個國家或地區對任何一種環境有毒化學品的分析監測標準都制定了不止一種方法。除原子吸收和色譜法外,其他各種儀器分析方法在環境分析監測中都有非常廣泛的用途,這在以后的章節中將逐步介紹。