第12章 原子光譜在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用（尹洧、王輝）

12.1概述

環(huán)境污染主要是指由于人類的生產(chǎn)、社會和生活活動引起的環(huán)境質(zhì)量下降，導(dǎo)致人類及其他生物難以正常生存和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)象。而環(huán)境監(jiān)測就是通過各種方法分析測定有關(guān)數(shù)據(jù)，從而確定環(huán)境質(zhì)量或污染程度，并進(jìn)而采用合理可行的方法治理污染，以達(dá)到改善環(huán)境質(zhì)量的目的。

環(huán)境樣品的種類和成分是多樣性的。就樣品狀態(tài)來說，有液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)；就種類來說，有水和廢水、大氣和廢氣、氣溶膠、大氣顆粒物、飛灰、土壤、固體廢物（危險廢物）、沉積物（污泥）等。

環(huán)境樣品具有以下幾個特點：

1．成分復(fù)雜，干擾多。

2．被測物的濃度比較低，一般在10^-6～10^-9g的濃度水平。

3．樣品隨時間與空間的變動性，影響因素較多。

4．同種元素以不同的物相和不同的價態(tài)形式存在、易受環(huán)境影響而變化、遷移。

5．樣品采集后，往往要加入保護(hù)劑，以防運(yùn)輸過程中被測物的流失和變化。

6．不同的監(jiān)測目的有不同的監(jiān)測方法，環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、污染源監(jiān)測和應(yīng)急監(jiān)測有著不同的目的，應(yīng)采取不同的前處理方法和監(jiān)測方法。如應(yīng)急事故監(jiān)測則要求響應(yīng)速度快，監(jiān)測方法靈敏度高、準(zhǔn)確性好、選擇性強(qiáng)、分辨率高。對于一些現(xiàn)場的應(yīng)急監(jiān)測還需要儀器小型便攜、操作簡便。為了能夠及時準(zhǔn)確反映所監(jiān)測系統(tǒng)或區(qū)域內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量及其變化，往往還需要監(jiān)測技術(shù)自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、計算機(jī)化，是采用在線監(jiān)測并配合遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，及時將監(jiān)測結(jié)果傳輸?shù)筋I(lǐng)導(dǎo)決策部門和環(huán)保管理部門。

12.2環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的原子光譜標(biāo)準(zhǔn)分析方法

采用原子光譜法進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測都是建立在水溶液檢測的基礎(chǔ)上的。大氣中顆粒物中的金屬污染物可以轉(zhuǎn)換到溶液中，土壤和固體廢物中的金屬污染物也可以經(jīng)過樣品消解后，轉(zhuǎn)換到溶液中，zui后都可以采用水溶液的監(jiān)測方法進(jìn)行測定。目前，原子光譜法已成為環(huán)境中重金屬污染物測定的主要方法之一。

在我國現(xiàn)行的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)分析方法中，就有多種監(jiān)測項目是應(yīng)用原子光譜法的，涉及到地表水、集中式生活飲用水源地、地下水、海水、農(nóng)灌水、漁業(yè)水、廢水、空氣、危險廢物焚燒設(shè)施、固體廢物浸出液、危險廢物浸出液、土壤、沉積物等。

等離子體原子發(fā)射光譜具有檢出限低、選擇性好、準(zhǔn)確度和精密度高、分析速度快、線性范圍寬等優(yōu)點，在環(huán)境監(jiān)測中獲得廣泛的應(yīng)用^[1]。美國EPA和日本JIS都把電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)列為標(biāo)準(zhǔn)方法系列，如美國采用ICP-AES測定土壤中Cu、Zn、Mn、Ni、Cr、V和全K，采用微波輔助消解ICP-AES測定定沉積物重金屬Al、Ba、 Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Ti、V和Zn^[2]，我國也發(fā)展了多個元素的環(huán)境監(jiān)測統(tǒng)一方法^[3]。在水質(zhì)、氣質(zhì)、固廢、土壤等環(huán)境監(jiān)測中，還經(jīng)常將ICP-AES與色譜、質(zhì)譜聯(lián)用 ^[1,4]。