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化学发光分析法在环境监测中的运用论文
随着人们对环境监测要求的不断提高，化学发光分析法在环境监测分析方面取得了广泛的应用，尤其是在水中对有机物与无机物的监测已经非常常见。随着研究的深入，化学发光分析法也逐步地应用于大气监测、环境污染机理研究等领域。
1 化学发光分析法的原理及特点
1. 1原理
化学发光分析法的原理为： 不依靠光能、电能或者热能等外部能量的作用，只通过化学反应释放的能量来激发光辐射的发光形式。通常而言，生成的辐射光的波长会因化学反应的不同而有所不同。所以，化学反应的速度与化学辐射光的光强度是化学发光分析法的基础。发生化学发光反应的条件包括： （1） 在反应发生以后可以产生激发光的化学能； （2） 反应产物吸收化学能，并激发； （3） 被激发的反应产物分子，释放光子或转移它吸收的能量到另一光子并激发、辐射出光子，并且返回基态。
1. 2特点
化学发光分析法的优点包括线性范围比较宽、具有比较高的灵敏度、具有良好的选择性以及所需设备比较简便等。化学发光分析法也具有一定的局限性： 可以生成激发态产物的化学反应非常少，所以在一定程度上限制了该方法的使用范围； 由于该方法的发光是在一瞬之间完成的，所以发光强度峰值衰减的时间非常短，从而使得该方法的检测结果缺乏足够的重现性与稳定性。
2 化学发光分析法在环境监测中的应用
2. 1环境监测中常用的化学发光体系
2. 1. 1鲁米诺化学发光体系
在化学发光分析法中鲁米诺是一非常常见的发光试剂。使用鲁米诺作为发光试剂来发生化学发光反应需要在碱性环境下进行，当鲁米诺被氧化剂氧化后能够辐射出化学发光。在通常情况下，过氧化氢被用作为氧化剂。在进行大气环境监测的过程之中，鲁米诺化学发光体系能够较好地测量空气中的氧气、二氧化硫、一氧化碳以及硫化氢等气体。但是，只有存在催化剂时，鲁米诺化学发光体系发生的化学发光反应才是迅速的，如果没有催化剂存在，则该反应速度非常缓慢。金属离子是最为常用的催化剂，一般而言，发光强度随金属离子浓度的增大而增强，根据该点可以对一些含有金属离子的有机化合物进行化学发光分析，并且能够达到相当高的准确度。
2. 1. 2光泽精化学发光反应体系
该体系利用金属离子催化氧化碱性光泽精产生化学发光，来对水中的Co（II） 与Pb（II） 等重金属离子来进行测定。此外，利用无机离子还原剂与光泽精间的化学发光反应能够对水中的钒、钼进行有效的测定。
2. 1. 3过氧草酸酯化学发光反应体系
该体系是选择合适的荧光化合物作为增敏剂，利用过氧化氢诱导氧化芳香基草酸酯发光。该体系产生的化学发光具有强度大、效率高及寿命长等特点，其发光情况与化学发光试剂的性质、种类无关，而与增敏剂特性有直接的关联。比较常见的此类化合物有TCPO与DNPO等。
2. 2化学发光分析法的具体应用
2. 2. 1分析水中无机物
有些无机物可以在化学发光反应过程中起到氧化或还原的作用，有些无机物对化学发光反应可以起到催化或者抑制的作用，相关研究人员通过此特点，建立了多种无机物的化学发光分析法，可以对水中的SCN-、NO- 3、NO- 2、CN-、I2、S2 -、SO3- 2等50多种无机物与金属离子进行监测。
2. 2. 2分析水中有机物
利用化学发光法能够有效地测量水中的有机物含量。为了对天然水体中的甲醛与甲酸的含量进行测量，可先让甲醛与甲酸通过固定甲醛氧化酶的氧化作用而生成过氧化氢，利用2 -（3,4,6-三氯苯基） 草酸酝化学发光体系可以测定生成的过氧化氢。因为过氧化氢-鲁米诺化学发光反应对苯酚具有碎火的作用，所以对于工业废水中的苯酚，可以利用过氧化氢-鲁米诺化学发光反应来进行测定。通过Mn O4 -与腐殖酸间的化学发光反应能够测定水中的腐殖酸。
2. 2. 3测定大气中气态物质含量
（1） 氮氧化物的测定。在空气中一氧化氮与二氧化氮是主要的污染物，利用均相气相化学发光法可以对其进行有效监测。Thrush等人通过实验研究发现，一氧化氮与氧气发生反应生成激发态的二氧化氮，并且产生光辐射，基于此设计而成的氮氧化物化学发光监测器可以有效检测空气中的一氧化氮。当监测二氧化氮时，需要将二氧化氮先转化为一氧化氮，再通过检测一氧化氮来测定二氧化氮。Fontijn等人通过一氧化氮、二氧化氮与氢原子之间的化学发光来对氮氧化物进行监测，与以往监测方法相比，该法更加优越。Gill与Jenkins利用氮氧化物化学发光监测器对香烟烟气中的氮氧化物进行了监测，并取得良好的监测效果。已有大量的实验结果表明，利用化学发光法来对空气中的氮氧化物来进行监测具有较高的准确性、选择性与灵敏性。
（2） 臭氧的测定。臭氧的性质是非常不稳定的，在常温之下便可以分解成氧气，当有紫外线照射或者在加热的情况下，其分解速度会大大加快。大气层的臭氧能够吸收太阳辐射从而使地球生物免受侵害，可以说高空中的臭氧层是地球的保护伞。然而，对于人体而言，臭氧具有相当强烈的毒害作用，因此其作为大气污染物，需要对其进行防治。目前，全世界的专家学者都在关注、研究臭氧问题，尤其是对臭氧的分折监测已成为研究的热点与重点。化学发光法中的乙烯与臭氧反应能够生成激发态的甲醛，并且发出波长为450nm的荧光，以此能够对3 - 30ug/g的臭氧进行监测，并且化学发光法具有良好的特异性以及较高的灵敏度，所以其被广泛地应用于环境臭氧的监测之中。
3 结语
随着科学技术的进步与人们对环境监测要求的提高，化学发光分析法将会取得更大的发展，在将来我们需要从以下几方面来发展化学发光分析法： （1） 不断探索、发掘新的化学发光试剂，将其应用于环境分析中将可以对更多的环境物质进行检测； （2） 发展多种有效的样品收集处理技术，将其与化学发光分析法有机地结合起来，可以使化学发光分析法取得更好的环境监测结果； （3）将毛细管电泳技术、FIA和HPLC技术传感器技术等与化学发光分析法联合起来使用，将会有效地解决化学发光分析在环境分析中的局限性问题。
参考文献：
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