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环境分析化学是环境科学的一个重要研究领域,环境分析的发展已对分析化学提出了巨大挑战。环境分析方法、环境样品前处理技术的研究与开发是目前人们普遍关注的问题。论文基于发光分析特别是化学发光分析所具有的宽线性范围、高灵敏度测定等特点,对其在环境分析中的应用进行了一些研究和探讨,建立了化学发光法测定酚类、总碳等环境污染物的新方法,得到了一些具有实际应用价值和学术意义的结果。论文还通过研究富集分离水样中的多环芳烃,提出了一种较为新颖的环境水样品前处理方法,结果证明方法具有较大的发展潜力。全文共分为五章,内容分述如下:
第一章着重对2000年以来化学发光分析法在环境污染物分析中的研究进展进行了评述,包括与化学发光分析相联用的流动注射技术、高效液相色谱和毛细管电泳技术等。引用文献121篇。
第二章基于絮凝试剂Al2(SO4)3、弗罗里硅土在水中的絮凝吸附作用,结合超声波萃取、固相萃取技术,建立了多环芳烃水样的絮凝-超声波-固相萃取新方法。采用Berridge色谱响应函数-单纯形逼近法优化了色谱分离US EPA16种多环芳烃的条件,用程序波长紫外-荧光法实现了多环芳烃的灵敏检测,对250 mL模拟水样,PAHs检出限0.02~5 ng/L。方法用于河水样品的测定,16种PAHs加标回收率86~94%,相对标准偏差3%~13%(n=5),测定结果满意。新技术与目前常用的固相萃取方法相比,解决了萃取柱易被水样中的颗粒物堵塞的问题,且对大体积水样,处理更为省时。
第三章基于酸性介质中,甲酸对高锰酸钾-多元酚氧化发光反应的增敏作用建立了高效液相色谱-化学发光柱后检测苯二酚异构体及偏苯三酚的新方法。实验优化了高锰酸钾-多元酚氧化发光反应及高效液相色谱分离多元酚的条件,证明用甲醇/1×104 mol/Lβ-环糊精水溶液(30/70,v/v)作为流动相,等强度洗脱可实现对水中四种多元酚异构体的分离,且能与高锰酸钾-多元酚氧化化学发光反应条件很好地偶合。对所测定的多元酚,方法的线性范围达两个数量级;测定邻、间、对苯二酚、偏苯三酚的检出限(S/N=3,n=3)分别为:5.2,4.7,3.2,3.9μg/L,相对标准偏差(0.10 mg/L,n=11)分别为:2.8%,3.4%,6.5%,4.3%。将该方法与固相萃取技术相结合,对河水中的痕量多元酚进行了测定,苯二酚加标回收率92.1~95.4%,偏苯三酚加标回收率82.0%。
第四章在碱性介质中,CO32-对H2O2氧化鲁米诺化学发光反应具有重要作用,荧光素钠对该反应有很强的增敏作用。据此,建立了化学发光法测定环境中碳含量的新方法。方法的线性范围为1.0×10-10~5.0×10-6 mol/L CO32-,检出限1.2×10-11 mol/L CO32-(相当于5.3×10-7mg/L CO2);采用碱性过硫酸钾处理样品测定总有机碳(TOC),线性范围0.08~30 mg(C)/L,检出限0.02 mg(C)/L。用该方法测定了空气中的CO2、水中总无机碳(TIC)和TOC、土壤中TOC含量。结果表明,测定空气中CO2的相对标准偏差1.8%~2.1%,加标回收率97.6%~101%;测定水中TIC和TOC相对标准偏差2.6%~6.6%,回收率TIC97.4%~106%,TOC96.0%~98.5%.测定土壤TOC相对标准偏差6.8%~7.7%,回收率90.0%~116%。将水及土壤样品的TOC测定结果与Tekmar Dohrma Apollo9000TOC仪测定结果相比较,结果吻合。论文还探讨了反应的发光机理,发光反应很可能是由溶液中的CO32-与H2O2作用而产生的活性自由基引发的,荧光素钠对发光的增敏作用为化学能量转移过程。
第五章在碱性介质中,氢化可的松可被铁氰化钾氧化产生化学发光,奎宁对该发光反应有显著的增敏作用。据此,建立了反相流动注射-化学发光法测定氢化可的松的新方法。方法的线性范围和检出限分别为0.05~50 mg/L和0.02mg/L,相对标准偏差(n=11,C=1.0 mg/L)为0.9%。方法用于药物中氢化可的松含量的测定,结果与标准方法分光光度法测定结果一致。