光明絨

[拼音]：huanjing fenxi huaxue

[英文]：environmental analytical chemistry

環境科學和環境保護的重要基礎，環境化學的一個分支，簡稱環境分析。人們為了認識、評價、改造和控制環境，必須瞭解引起環境質量變化的原因，這就要對環境（包括原生環境和次生環境）的各組成部分，特別是對某些危害大的汙染物的性質、來源、含量及其分佈狀態，進行細緻的監測和分析。環境分析化學就是研究環境中汙染物的種類、成分以及如何對環境中化學汙染物進行定性分析和定量分析的一個學科。例如某一區域環境受到化學物質汙染，首先要查明危害是由何種化學汙染物引起的。為此就須要鑑別汙染物，也就是進行定性分析。其次，為了說明汙染的程度，還須要測定汙染物的含量，即進行定量分析。

環境分析化學研究的領域非常寬廣，物件相當複雜，包括大氣、水體、土壤、底泥、礦物、廢渣，以及植物、動物、食品、人體組織等。環境分析化學所測定的汙染元素或化合物的含量很低，特別是在環境、野生動、植物和人體組織中的含量極微，其絕對含量往往在10-6～10-12克水平。

基本要求

環境分析化學因為研究物件廣，汙染物含量低，所以分析手段必須靈敏而準確，選擇性好，速度快，自動化程度高。環境分析化學已由元素和組分的定性定量分析，發展到對複雜物件的組分進行價態、狀態和結構分析，系統分析，微區和薄層分析。環境分析化學為了解決面臨的任務，動用了現代分析化學的幾乎所有的測試技術和手段（見環境分析方法）。

環境分析化學中常用分析方法的最佳檢測極限列表如下：

基本任務

環境分析化學已滲透到整個環境科學的各個領域，起著偵察兵的作用。例如20世紀50年代日本發生的公害病──痛痛病和水俁病，曾驚動了全世界。為了尋找痛痛病的病因，經歷了11年之久。後來環境分析化學工作者用光譜檢查出病區的河水中含有鉛、鎘、砷等有害元素，繼而用元素追蹤的手段，分析病區的土壤和糧食，發現鉛、鎘等含量偏高，以後又進一步對痛痛病患者的屍骨進行光譜定量分析。骨灰中的鋅、鉛、鎘含量高得驚人。為了確定致病因子，又以鋅、鉛、鎘分別摻入飼料餵養動物，在動物身上進行元素追蹤分析，配合病理解剖，證實了鎘對骨質的嚴重危害性，揭開了痛痛病的病因之謎。與此類似，日本漁民的水俁病是汞汙染引起的這一事實，也是通過對元素的追蹤分析確定的。如今，已知癌症發病率同環境汙染有關，但其病因有待環境分析工作者與其他科學工作者密切協作，共同解決。

環境分析化學的發展，不但要應用現代分析化學中的各項新成就（新理論、新方法、新技術），而且要引進近代化學、物理、數學、電子學、生物學和其他技術科學的最新成就來解決環境汙染分析問題。主要是研究發展適用於環境汙染分析的新型儀器，特別是自動化儀器；研究新型的分析方法，特別是發展準確、可靠、靈敏、選擇性強、快速、簡便的環境汙染分析技術和新型汙染物的分析測試方法；研究制訂環境汙染的標準分析方法，特別是分析方法的標準化和研製環境標準物質。

發展趨勢

環境分析化學發展的趨勢是：

（1）分析方法標準化。這是環境分析的基礎和中心環節。環境質量評價和環境保護規劃的制定和執行，都要以環境分析資料作為依據，因而須要研究制訂一整套的標準分析方法，以保證分析資料的可靠性和準確性。

（2）分析技術連續自動化。環境分析化學逐漸由經典的化學分析過渡到儀器分析，由手工操作過渡到連續自動化的操作。70年代以來，已出現每小時可連續測定數十個試樣的自動分析儀器，並已正式定為標準分析方法。目前已採用的有:比色分析、離子選擇性電極、X射線熒光光譜、原子吸收光譜、極譜、氣相色譜、液相色譜、流動注射分析等自動分析方法及相應的儀器。特別是流動注射分析法，分析速度可達每小時 200多個試樣，試劑和試樣的消耗量少，儀器的結構簡單，比較容易普及，是近年來發展較快的方法之一。

（3）電子計算機的應用。在環境分析化學中應用電子計算機，極大地提高了分析能力和研究水平。在現代化的分析實驗室中，很多分析儀器已採用電子計算機控制操作程式、處理資料和顯示分析結果，並對各種圖形進行解釋。應用電子計算機，可實現分析儀器自動化和樣品的連續測定。如配備有電子計算機的γ－能譜儀可同時測定幾百個樣品中多種元素，利用傅立葉變換在計算機上進行計算，既可提高分析的靈敏度和準確度，又可使核磁共振儀能測得13C訊號，使有機骨架結構的測定有了可能，為從分子水平研究環境汙染物引起的生態學和生理機制的有關問題開拓了前景。

（4）多種方法和儀器的聯合使用。這可以有效地發揮各種技術的特長，解決一些複雜的難題，再配用電子計算機，更可大大提高分析效果，並能及時給出分析結果。例如，色譜-質譜-計算機聯用，能快速測定各種揮發性有機物。這種方法已應用於廢水的分析，可檢測200種以上的汙染物。在環境汙染分析中還常採用火花源質譜-電子計算機聯用、氣相色譜-微波等離子體發射光譜聯用、色譜－紅外光譜聯用、色譜－原子吸收光譜聯用、發射光譜和等離子體源聯用，以及質譜-離子顯微鏡組合而成的直接成象離子分析儀。

（5）鐳射技術的應用。利用鐳射作為分析化學的光源已發展了吸收光譜、拉曼光譜、原子和分子熒光光譜、鐳射光聲光譜、高解析度光譜以及其他鐳射光譜技術和分析方法。鐳射分析的特點是高解析度、高靈敏度、長距離、短時間。隨著鐳射基礎理論研究的進一步發展，鐳射技術必將進一步改變環境分析化學的面貌。

（6）痕量和超痕量分析的研究。環境科學研究向縱深發展，對環境分析提出的新要求之一就是常須檢測含量低達 10-6～10-9克（痕量級）和10-9～10-12克（超痕量級）的汙染物，以及研究制訂出一套能適用於測定存在於大氣、水體、土壤、生物體和食品中的痕量和超痕量的汙染物的分析方法。例如已測定太平洋中心上空空氣中鉛的含量為1ppb，南北極則低於0.5ppb。南極洲冰塊中的DDT含量為0.04ppb；雨水中汞的平均含量為0.2ppb；人體中鈾的平均含量為1ppb。這些成果是依靠痕量或超痕量分析技術取得的。加強對新的靈敏度高、選擇性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究，成為今後環境分析化學的發展方向之一。