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化學發光分析法在環境監測中的運用論文
隨著人們對環境監測要求的不斷提高，化學發光分析法在環境監測分析方面取得了廣泛的應用，尤其是在水中對有機物與無機物的監測已經非常常見。隨著研究的深入，化學發光分析法也逐步地應用于大氣監測、環境污染機理研究等領域。
1 化學發光分析法的原理及特點
1. 1原理
化學發光分析法的原理為： 不依靠光能、電能或者熱能等外部能量的作用，只通過化學反應釋放的能量來激發光輻射的發光形式。通常而言，生成的輻射光的波長會因化學反應的不同而有所不同。所以，化學反應的速度與化學輻射光的光強度是化學發光分析法的基礎。發生化學發光反應的條件包括： （1） 在反應發生以后可以產生激發光的化學能； （2） 反應產物吸收化學能，并激發； （3） 被激發的反應產物分子，釋放光子或轉移它吸收的能量到另一光子并激發、輻射出光子，并且返回基態。
1. 2特點
化學發光分析法的優點包括線性范圍比較寬、具有比較高的靈敏度、具有良好的選擇性以及所需設備比較簡便等。化學發光分析法也具有一定的局限性： 可以生成激發態產物的化學反應非常少，所以在一定程度上限制了該方法的使用范圍； 由于該方法的發光是在一瞬之間完成的，所以發光強度峰值衰減的時間非常短，從而使得該方法的檢測結果缺乏足夠的重現性與穩定性。
2 化學發光分析法在環境監測中的應用
2. 1環境監測中常用的化學發光體系
2. 1. 1魯米諾化學發光體系
在化學發光分析法中魯米諾是一非常常見的發光試劑。使用魯米諾作為發光試劑來發生化學發光反應需要在堿性環境下進行，當魯米諾被氧化劑氧化后能夠輻射出化學發光。在通常情況下，過氧化氫被用作為氧化劑。在進行大氣環境監測的過程之中，魯米諾化學發光體系能夠較好地測量空氣中的氧氣、二氧化硫、一氧化碳以及硫化氫等氣體。但是，只有存在催化劑時，魯米諾化學發光體系發生的化學發光反應才是迅速的，如果沒有催化劑存在，則該反應速度非常緩慢。金屬離子是最為常用的催化劑，一般而言，發光強度隨金屬離子濃度的增大而增強，根據該點可以對一些含有金屬離子的有機化合物進行化學發光分析，并且能夠達到相當高的準確度。
2. 1. 2光澤精化學發光反應體系
該體系利用金屬離子催化氧化堿性光澤精產生化學發光，來對水中的Co（II） 與Pb（II） 等重金屬離子來進行測定。此外，利用無機離子還原劑與光澤精間的化學發光反應能夠對水中的釩、鉬進行有效的測定。
2. 1. 3過氧草酸酯化學發光反應體系
該體系是選擇合適的熒光化合物作為增敏劑，利用過氧化氫誘導氧化芳香基草酸酯發光。該體系產生的化學發光具有強度大、效率高及壽命長等特點，其發光情況與化學發光試劑的性質、種類無關，而與增敏劑特性有直接的關聯。比較常見的此類化合物有TCPO與DNPO等。
2. 2化學發光分析法的具體應用
2. 2. 1分析水中無機物
有些無機物可以在化學發光反應過程中起到氧化或還原的作用，有些無機物對化學發光反應可以起到催化或者抑制的作用，相關研究人員通過此特點，建立了多種無機物的化學發光分析法，可以對水中的SCN-、NO- 3、NO- 2、CN-、I2、S2 -、SO3- 2等50多種無機物與金屬離子進行監測。
2. 2. 2分析水中有機物
利用化學發光法能夠有效地測量水中的有機物含量。為了對天然水體中的甲醛與甲酸的含量進行測量，可先讓甲醛與甲酸通過固定甲醛氧化酶的氧化作用而生成過氧化氫，利用2 -（3,4,6-三氯苯基） 草酸醞化學發光體系可以測定生成的過氧化氫。因為過氧化氫-魯米諾化學發光反應對苯酚具有碎火的作用，所以對于工業廢水中的苯酚，可以利用過氧化氫-魯米諾化學發光反應來進行測定。通過Mn O4 -與腐殖酸間的化學發光反應能夠測定水中的腐殖酸。
2. 2. 3測定大氣中氣態物質含量
（1） 氮氧化物的測定。在空氣中一氧化氮與二氧化氮是主要的污染物，利用均相氣相化學發光法可以對其進行有效監測。Thrush等人通過實驗研究發現，一氧化氮與氧氣發生反應生成激發態的二氧化氮，并且產生光輻射，基于此設計而成的氮氧化物化學發光監測器可以有效檢測空氣中的一氧化氮。當監測二氧化氮時，需要將二氧化氮先轉化為一氧化氮，再通過檢測一氧化氮來測定二氧化氮。Fontijn等人通過一氧化氮、二氧化氮與氫原子之間的化學發光來對氮氧化物進行監測，與以往監測方法相比，該法更加優越。Gill與Jenkins利用氮氧化物化學發光監測器對香煙煙氣中的氮氧化物進行了監測，并取得良好的監測效果。已有大量的實驗結果表明，利用化學發光法來對空氣中的氮氧化物來進行監測具有較高的準確性、選擇性與靈敏性。
（2） 臭氧的測定。臭氧的性質是非常不穩定的，在常溫之下便可以分解成氧氣，當有紫外線照射或者在加熱的情況下，其分解速度會大大加快。大氣層的臭氧能夠吸收太陽輻射從而使地球生物免受侵害，可以說高空中的臭氧層是地球的保護傘。然而，對于人體而言，臭氧具有相當強烈的毒害作用，因此其作為大氣污染物，需要對其進行防治。目前，全世界的專家學者都在關注、研究臭氧問題，尤其是對臭氧的分折監測已成為研究的熱點與重點。化學發光法中的乙烯與臭氧反應能夠生成激發態的甲醛，并且發出波長為450nm的熒光，以此能夠對3 - 30ug/g的臭氧進行監測，并且化學發光法具有良好的特異性以及較高的靈敏度，所以其被廣泛地應用于環境臭氧的監測之中。
3 結語
隨著科學技術的進步與人們對環境監測要求的提高，化學發光分析法將會取得更大的發展，在將來我們需要從以下幾方面來發展化學發光分析法： （1） 不斷探索、發掘新的化學發光試劑，將其應用于環境分析中將可以對更多的環境物質進行檢測； （2） 發展多種有效的樣品收集處理技術，將其與化學發光分析法有機地結合起來，可以使化學發光分析法取得更好的環境監測結果； （3）將毛細管電泳技術、FIA和HPLC技術傳感器技術等與化學發光分析法聯合起來使用，將會有效地解決化學發光分析在環境分析中的局限性問題。
參考文獻：
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