化學發光空氣污染論文
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某些化學反應可產生發光現象，反應所產生的化學能，激發分子或原子，當被激發的分子或原子回到基態時，無法承載之前吸收的化學能，這些化學能便以輻射的形式釋放出去，產生發光現象。不同性質、不同量化學成分發生化學反應的能量差異，決定發光廣譜大小、范圍，通過分析這些差異，可定量測算空氣中含有的化學物質成分與量?；瘜W發光分析具有較高的靈敏度，相較于傳統的物質質量分析法，化學發光法操作與實現路徑簡單，光譜分析誤差與準確率可基本滿足需要。如對硫化物進行火焰化學發光反應，測定精度可達到0.02μgS，以一氧化碳與臭氧進行氣相化學發光反應，測定NO精度可達1ppb.以化學發光反應分析物質成分準確度較高，不易受其它因素干擾其主要原因有二：
1）化學發光廣譜是由化學反應本身決定的，化學反應決定受到激分子或原子在整個化學反應中的作用，而化學反應可通過控制物質成分實現精準控制；
2）化學發光反應的類型較少：同一種物質與之發生反應可產生發光效果的物質成分種類較少；不同化學反應產生的光譜多不相同。通過對一種光譜進行分析，便可較容易的分析出是哪種物質發生化學反應。目前，我國各大城市常用的動態多功能空氣污染監測設備，便可對空氣進行實時監測，無需進行分離、沉淀等預處理?；瘜W發光反應符合率、精確度較高，應用于空氣污染測定，無需太多復雜的設備，一般只需濾光片與光電倍增管即可。同時因化學反應、設備操作、分析過程較簡單，應用化學發光測定空氣污染，速度極快，可實現連續、實時測定，有助于獲取更多的樣本?？偠灾瘜W發光法是一種理想的空氣污染監測技術。
2幾種常見空氣污染物及其化學發光法測定
2.1一氧化碳測定測定碘的五氧化物與一氧化碳產生化合反應中碘含量的增減是檢測一氧化碳含量最精確的化學檢測法，但該法僅適用于煙道氣與廢水中的一氧化碳測定，測定空氣中的一氧化碳含量靈敏度較差。利用裝有氨磺酰苯酸銀的硅橡膠膜滲透裝置，濾過一氧化碳，生成淡黃色-褐色膠態銀，可測定2~80μ/l范圍內的一氧化碳，但該法反應速度較慢，不適合環境空氣一氧化碳實時監測。目前綜合效益最好的測定法為：通過元素鈀與酸性氯化物溶液中的碘酸鹽發生還原反應，萃取陰離子，以焦寧G為反離子，在535nm處測定萃取物的吸光度，精度范圍達到1μl/L，適用于測定交通環境空氣中的一氧化碳。
2.2氮氧化合物測定鹽酸萘乙二胺分光光度法是國家環境保護部關于環境空氣氮氧化合物檢測的推薦方案，其基本原理是：建設一套具有兩支吸收瓶的反應設備，第一支吸收瓶中的吸收液吸收空氣中的二氧化氮發生化學反應，產生粉紅色偶氮染料，濾過的一氧化氮通過氧化管中的酸性高錳酸鉀溶液生成二氧化氮，被第二支吸收瓶中的吸收液吸收發生反應。應用分光光度法對產生粉紅色偶氮染料過程中的光譜進行測定，其在波長540nm處吸光度與吸收瓶中的二氧化氮含量密切相關，計算兩只吸收瓶中的偶氮染料可測定環境空氣中一氧化氮、二氧化氮水平。該法適用性良好，準確度高，反應溶液穩定，保存時間長，是一種較為理想的氮氧化合物檢測方法。
2.3二氧化硫測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法是環境空氣質量監測國家標準推薦技術方案，該技術起源于美國，自1982年引入我國，并逐漸得到推廣，經過十數年驗證改進，其技術路徑已基本成熟。該技術主要實現路徑與原理如下，通過吸收瓶中鹽酸副玫瑰苯胺儲備液吸收環境空氣中的二氧化硫，對產生的二氧化硫化學反應進行分光光度法檢測，計算二氧化硫含量。工作場所檢測標準為：標準曲線濃度范圍0.60μg/ml～1.60μg/ml，對所生成的化合物在575nm處分光度在20℃±2℃水浴環境下處理15min進行顯色對比分析，檢出上限為1.6μg/ml，實際標準限為：0.45μg/ml；環境空氣監測標準為：標準曲線濃度范圍0.050μg/ml～1.000μg/ml，測定波長577nm，20℃顯色，時間20min[5]。該法適應性強，在多個省市地區經過實證驗證，抗干擾能力極強，試劑無劇毒、廉價易得，吸收效率高，溶液室溫下穩定性強易保存，采樣最佳吸收范圍與光度寬度范圍易于控制，技術易于掌握，是一種較理想的環境空氣二氧化硫監測方法。
2.4鉛元素測定鉛是一種有毒重金屬，危害極大，近年來，血鉛中毒事件頻發，已引起人們的廣泛關注，城市空氣鉛含量水平不斷上升，嚴重威脅城市居民生命健康。火焰原子吸收分光光度法是國家環?？偩滞扑]的空氣鉛含量測定技術方案，通過吸收瓶濾過膜直接采集空氣中的鉛元素，經消解制備，直接吸入空氣，通過乙炔火焰進行原子化，獲得283.3nm分光度，一般采用空心陰極燈測定，據吸光度與金屬濃度定量分析。石墨爐原子吸收法也是目前應用較廣泛的環境空氣鉛元素測定方法，將富含鉛元素的溶液吸入空氣，經過石墨管，在高溫環境下原子化，發生發光效應，通過鉛空心陰極燈發射譜線，測定波長283.3nm，一般來說輻射光特征與其居石墨管的距離有關，兩者呈反比，通過測定能量吸收情況，計算鉛元素濃度，進行定量分析。兩種方法靈敏度、精確度并無優劣之分，均適用于空氣中鉛元素測定，但從實踐操作來看，火焰原子吸收分光光度法操作更簡單，影響吸光度因素較少，抗干擾能力更強，回收率更高，適用于日常連續監測。
2.5臭氧監測測定大氣中臭氧含量的方法較多，包括碘量法、紫外線分光光度法、氣相色譜法、靛藍二磺酸鈉（IDS）分光光度法、化學發光法等，其中IDS是目前我國環保總局推薦方案，具有靈敏度高、重復性好、抗干擾能力強、試劑穩定等優點。IDS溶液吸光度曲線與濃度密切相關，在1610nm處達到最大吸收波長。IDS與臭氧以1∶2摩爾比進行反應，通過計算吸光度，分析溶液濃度改變情況，進而定量測算出臭氧含量。
3小結
我國空氣污染狀況較嚴重，城市地區空氣質量堪憂，“霧霾”橫行，嚴重影響人民正常生產生活，增加居民罹患各類呼吸系統疾病風險，給社會與家庭帶來沉重的負擔，成為城市居民心中的痛，惡劣的城市空氣質量還給社會經濟發展蒙上了一層陰影，帶來了極其惡劣的社會影響，空氣污染治理已刻不容緩。空氣環境質量監測是治理空氣污染的基礎，現階段，我國城市地區空氣質量監測體系已基本成熟，技術標準可滿足實際需要，但在實際操作過程中，受各種主客觀干擾因素，監測準確性尚有待提高。基層環保工作者應積極提升自身工作素質，學習和掌握各種空氣質量監測方法，樹立質控意識，充分發揮先進技術的優勢，為城市環境空氣改善貢獻自己的一份力量。
作者：張占平單位：包頭市輻射環境管理處
