化学发光在水质分析中的应用

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化学发光在水质分析中的应用
我国是一个缺水的国家,且水资源污染问题一直没有得到较好的处理。

化学发光可以对水中存在的微量元素进行有效的检测,从而对水中的污染物质进行研究,十分有利于水资源环境污染的处理,有利于我国水资源的保护,加之此方法有仪器设备简单,线性影响范围宽等特点,因此此方法应该受到人们更好的重视。

本文主要从化学发光法的概念和基本原理、化学发光法在水质分析中的实质应用来进行介绍,供相关人士参考。

标签:化学发光;水质分析;检测;水质污染
1 化学发光的概念和基本原理
1.1 概念
化学发光是指在没有光、电、磁、热、声源等激发的情况下,通过化学反应产生的一种光辐射,只是靠吸收化学反应产生的化学能产生光的辐射而进行的发光形式。

化学发光法是一种比较常见的自然现象,其主要是通过化学发光监测的方法,在光化学反应物、催化剂、抑制剂等相关试剂的作用下,来进行分析检测的一种方法。

1.2 基本原理
化学发光是一种特殊的发光现象,产生于化学反应过程中,其中反应产物在反应中手激发处于激发状态,当从激发态跃迁回基态时,以光辐射的形式释放出一定的能量。

发光强度和被测物质的浓度呈正比关系,通过这个关系可以进行定量分析。

通过相关的计算试验分析,也可以了解到化学发光法在实际应用的过程中,化学反应速度和浓度有着密切的关系,通过这种关系,因此我们可以相关仪器对化学反应速度进行计算,从而求出对应反应物的浓度。

已知化学发光大致有两种类型,其中一种是低温化学反应发光,一般在下恒温条件下进行;另外一种是光反应发生在某些物质的光解过程中。

化学发光的用处很多,可用于金属元素的测定、大气污染的鉴定、水质的监测。

其中水质的监测对于水资源的保护极为的重要。

2 化学发光在水质分析中的相关应用
2.1 化学发光法可以监测水中的无机物
水中含有多种无机物,不同的无机物能够发挥不同的作用,一些无机物能够起到催化和抑制的作用,对于化学发光来说,有些物质甚至能参与到化学发建立出了许多种无机物的化学发光反应分析法,可以用来测定水中无机物的含量。

化学发光法可以用来测量金属离子和五十多种无机物。

例如有关N含量的测定:REK-20N型化学发光定氮仪是兴化睿科采用化学发光检测原理,待测样品(或标样)被引入到高温裂解炉后,在1050℃左右的高温下,样品被完全气化并发生氧化裂解,其中的氮化物定量地转化为一氧化氮(NO)。

样品气经过膜式干燥器脱去其中的水份。

亚稳态的一氧化氮在反应室内与来自臭氧发生器的O3气体发生反应,转化为激发态的NO2*。

当激发态的NO2*跃迁到基态时发射出光子,光信号由光电倍增管按特定波长检测接收。

再经微电流放大器放大、计算机数据处理,即可转换为与光强度成正比的电信号。

在一定的条件下,反应中的化学发光强度与一氧化氮的生成量成正比,而一氧化氮的量又与样品中的总氮含量成正比,故可以通过测定化学发光的强度来测定样品中的总氮含量。

通过化学发光法还可以测出其它无机物的含量。

2.2 化学发光法检测水中的有机物
水体中有机物的含量同样可以用化学发光法进行检测,对水体中有机物的测定可以分析水体里面的营养含量,进而判断水体是否污染。

例如利用反流动注射化学发光法测定对硝基苯胺,研究发现,由于对硝基苯胺被氧化后产生的自由基能够增强鲁米诺-过氧化氢体系的发光,结合流动注射技术,从而建立了一种测定样品中对硝基苯胺的流动注射化学发光分析的新方法。

还可以用流动注射化学发光法测定水中的乙醛,利用在酸性介质中甲醛能够增强高锰酸钾-过氧化氢体系的化学发光,通过这个结合流动注射技术,建立了测定甲醛的流动注射化学发光分析新方法。

还可以用流动注射技术化学发光法测定水环境中的硝基苯。

化学发光法对于检测书中的有机物具有十分重大的意义。

2.3 用化学发光测定水中的生物量
磷酸腺苷(ATP)不会存在于那些没有生命的有机物中,只会存在于有生命活力的生物中,并且各种生物体中ATP的浓度与细胞的干重之比是稳定的,因此,根据这个特性,通过测定ATP来确定水中微生物的量,而这个实质就是化学发光,即生物发光。

例如,用化学发光测定水中的细菌数量,血红素是细菌的成分,通过此关系来用化学发光法测定细菌的数量,整个过程只需要数分钟即可完成,直接检出,只能定量,不能定性。

现在人们通过化学发光对对水中微生物的量的测定研究已经有了一定的进展。

水中微生物量的多少可以分析水体是否处于正常状态,对于污染的水体也可以判断水体污染程度。

3 结束语
现在科学快速发展,对于水质分析的技术方法有多种多样,许多方法甚至优于化学发光法,但化学发光法有其独特的优势,例如在金属离子的测定上,不仅能够对金属离子的总量进行测定,还能对不同价态的离子进行测定,不同价态的离子对人体的危害程度不同,因此对它的测定时十分重要的。

不过从我国当前化学发光法在实际中应用的状况来看,虽然人们将许多先进的科学技术应用到其中,使工作性能得到了提高,但是其应用效果并不明显,技术上也存在着一定的局限性,因此我们还需要在不断的时间中进行完善,从而有利于我国水资源的利用和保护。

参考文献:
[1]陆明刚,张晖,吕小虎,伊方.用化學发光法测定水体中的活性氯[J].环境科学与技术,1988(4):17-19.
[2]吕小虎,陆明刚.化学发光法在环境监测中的应用[J].环境科学,2002(1):58-60.。