1.3 仪器分析在环境监测中的应用
1.环境优先污染物
环境与物质是人类赖以生存的基础,随着生产力的发展和科学技术的进步,人类获取的物质越来越多,在各类物质生产中,化学品的发展尤为迅速,以每年大约1000种的速度在增长。化学品的生产极大地丰富了人类的物质生活,给人类带来巨大利益和享受的同时,无节制的使用和排放也给环境和人体健康带来了潜在的巨大危害,人们把这些会危害环境和人体健康的化学品称之为有毒化学品。
为保护环境,提高人类生活质量,许多国家都采取了一定的污染防治措施。就有毒化学品的污染控制而言,由于其种类多、数量大,不可能对每一种污染物都制订排放标准,都限制排放,都实行控制,只能有针对性地从中选出一些重点污染物予以控制。由于每个国家在制定控制标准时的原则不同,经济发展水平和技术水平有差异,因此筛选出的优先控制有毒污染物名单就有所不同,但都把危害大的化学物质作为优先控制对象,我们把优先选择的有毒污染物称为环境优先污染物,简称为优先污染物,对优先污染物进行的监测称为优先监测。
虽然各国公布的环境有毒污染物控制名单有一定差异,但它们大多具有如下特点:一是难降解,在环境中有一定残留水平;二是具有生物积累性;三是具有致癌、致畸、致突变或毒性;四是可以检出。具有以上特点的污染物,对人体健康和生态环境将构成重大的潜在威胁,理所当然地就成了人们控制的重点污染物——优先污染物。表1-4列出了美国129种优先污染物名单,表1-5列出了中国68种优先污染物名单。
表1-4 美国环境保护局优先污染物表
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表1-5 水体中68种优先污染物(中国)
注:①择先考虑实施监测。
2.环境优先污染物的分析监测
从表1-4和表1-5中看到,美国的优先污染物和中国的优先污染物名单虽有不同,其实都只包括两类物质:一类是有机化合物;另一类是金属及其化合物。这些优先污染物,包括其他大量的有毒化学物质,在水体、土壤、大气中的含量一般都比较小,但危害却非常大,用常规的化学分析方法基本无法进行监测和分析,必须采用各种仪器分析方法。如对许多金属元素的分析监测,我国的国家标准规定,可以用原子吸收光谱法来完成,表1-6列出了可用原子吸收方法测定的金属元素及国家标准。
表1-6 原子吸收法测定水环境中的金属元素
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注:表中的内容涵盖了中国和美国所有优先污染物中的金属元素。
美国的一个研究机构将114种有机优先污染物分为12组,用适当的溶剂和方法进行萃取分离后,全部可用气相色谱或液相色谱进行分析监测,并且在气相色谱分析过程中,用填充柱可以全部完成,具体见表1-7。
表1-7 美国对114种有机优先污染物的色谱分析
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上面简单列举了原子吸收法和色谱法在环境优先污染物分析监测中的一些应用,实际上,每个国家或地区对任何一种环境有毒化学品的分析监测标准都制定了不止一种方法。除原子吸收和色谱法外,其他各种仪器分析方法在环境分析监测中都有非常广泛的用途,这在以后的章节中将逐步介绍。