论化学发光原理在环境中的作用

1流动注射化学发光法（FI-CL）

2013年第6期化学工程与装备2013年6月ChemicalEngineering&Equipment161论专述综FI-CL是将流动注射技术和化学发光分析法相结合而建立起来的一种新型的高灵敏度微量和痕量分析技术。两种技术结合在一起，克服了化学发光法选择性差、重现性低、稳定性差等缺点，将两者的优点有机结合，使得FI-CL被广泛的应用于分析化学中的药物分析、环境监测和生命科学等各个领域。

2FL-CL在环境监测上的应用

随着对FI-CL研究的深入，其适用范围已经越来越广，现在对其在环境监测中的应用研究也越来越多并日趋成熟。该方法已经广泛地应用于环境监测的各个方面，在对大气、水、土壤的监测中发挥着重要的作用，本文就将近几年来对其在这几个方面的应用作简单的综述。

2.1在水质监测中的应用

对流动注射化学发光法在水质监测中的应用是研究的最深入和最多的，在无机物和有机物方面的应用均很广泛。无机金属污染物的测定FI-CL技术在水质金属污染物监测分析方面发展快速，目前已有的文献报道主要集中在钴、铬、锰、铜、铁、汞、锑、锡等等。范顺利[4]等在碱性条件下，利用流动注射耦合化学发光法建立了水样中痕量锑的分析测定方法，线性范围为0.1~100μg/L，检出限达到了0.03μg/L，在对1.0μg/L的锑(Ⅲ)标准溶液连续11次测定的相对标准偏差为2.0%。其后，范顺利[5]等又成功地利用FI-CL技术，在HCl介质中，采用KMnO4-甲醛-Sn(Ⅱ)为强化学发光体系建立了锡的测定分析方法，线性范围为0.1~30μg/L,检出限为0.04μg/L，对1.0μg/L的Sn(Ⅱ)标准溶液连续11次测定的相对标准偏差为2.1%，这两种方法均适用于环境水样中痕量金属污染物的测定。庞雪华[6]等利用Co(II)对H2O2-鲁米诺发光体系具有强催化作用，建立了流动注射化学发光法测定Co(II)的新方法。方法用于水样中钴的分析，结果令人满意。胡涌刚[7]等基于Cu2+与铁氰化钾及鲁米诺在碱性条件下产生化学发光的原理，利用铁氰化钾代替KCN，建立了一种新的测定痕量铜的方法，该法不仅灵敏度高，且不使用剧毒药品，不会造成二次环境污染。FI-CL不仅可以测定单一金属污染物，而且还可以同时测定多个元素，李立华[8]等就建立了FI-CL测定硬度的新方法，为连续自动检测水中硬度提供了可能。无机非金属污染物的测定近年来FI-CL技术在无机非金属污染物监测方面发展迅猛，研究主要集中在无机氮、无机磷、无机硫、砷等等。龚正君[8,9]等采用H2O2-鲁米诺化学发光体系对亚硝酸盐和硝酸盐进行在线分析，建立了同时测定亚硝酸盐和硝酸盐的新方法。此法已用于环境水样中亚硝酸盐和硝酸盐同时监测，且结果表明，最大相对标准偏差不超过4%。杜建修[10]等基于硫离子对H2O2-鲁米诺化学发光反应的增敏作用，建立了测定痕量硫的FI-CL的新方法，方法简单、快速、灵敏，已用于环境水样中痕量硫的测定。刘杨[11]等基于酸性条件下高锰酸钾氧化As(Ⅲ)产生化学发光，六偏磷酸钠与甲醛对该体系有显著的增强作用这一原理，据此建立了FI-CL测定水中砷的新方法，将本法应用于水样中砷的测定，相对标准偏差为2.1%。有机污染物的测定FI-CL技术对水体环境中有机污染物的测定已经很成熟，对酚类、苯胺类、甲醛等一些主要的有机污染物研究较多。李丽清[12]等研究了高锰酸钾-过氧化氢-苯酚的化学发光行为，对各种影响化学发光强度的因素进行了试验，改进了实验条件，建立了FI-CL测定苯酚的方法。方法可用于废水中苯酚含量的测定，结果与国标的分光光度法测得值一致。王术皓[13]的研究发现，在碱性介质中，高碘酸钾氧化鲁米诺产生化学发光，对苯二酚对此反应具有极强的增敏作用，并据此建立了测定对苯二酚的方法。方法检出限为8.5×10-9mol.L-1，用于河水中对苯二酚的测定并测得其回收率在93.4%~104.4%之间，并且探讨了对苯二酚的增敏机理。杜凌云[14]等在碱性介质中，铁氰化钾直接氧化邻苯三酚产生化学发光信号，结合流动注射技术建立了测定邻苯三酚的新方法。应用于湖水中的邻苯三酚的测定，结果较好。李莉[15]等的研究找到了测定苯胺的分析方法，发现以多聚磷酸作为介质时效果最为理想。而有一些研究[16,17]发现FI-CL技术不仅可以用于测定单一的有机污染物，还可以用于测定衡量有机物污染综合指数--COD。

2.2在大气监测中的应用

FI-CL技术也同样可用于大气环境监测，鲁米诺化学发光体系可用于测定空气中的CO2、CO、NO，而FI-CL技术在测定空气中的甲醛、二氧化硫都有不错的表现。邵晓东[18]等基于甲醛对Luminol-H2O2化学发光体系的增敏作用，建立了流动注射-化学发光测定快速测定甲醛的新方法；谢成根[19]等则利用反相流动注射化学发光法建立了新的空气中痕量甲醛分析方法。李世凤[20]等研究了利用Na2CO3作为吸收液测定空气中的二氧化硫含量的新方法，并且对影响该反应的化学发光因素进行了分析和探讨。

2.3在土壤监测中的应用

目前对FI-CL技术在土壤监测中的应用研究还主要集中在对土壤中微量金属元素方面。高向阳[21]等首次利用FI-CL对土壤中的铬进行了分析测定，成功地建立了相应的分析方法；吉爱军[22]等利用锑(Ⅲ)对鲁米诺-双氧水化学发光体系的催化作用,建立了一种直接测定土壤中锑(Ⅲ)的新方法。将该法应用于土壤样品中锑(Ⅲ)的检测，加标回收率为90%~105%；方卢秋[23]的研究发现在碱性条件下，NBS氧化腐殖酸可以产生强烈的化学发光信号，结合流动注射技术，建立了测定土壤中腐殖酸含量的流动注射化学发光分析法。

3展望

FI-CL是一种高灵敏度微量及痕量分析方法，具有分析速度快、重现性好、线形范围宽、检出限低、且不需外加光源、操作简单方便、仪器设备简单便宜、易于实现自动化和连续分析等优点，作为一个高效的微量分析技术已成为当代分析化学领域中研究的热点，目前其已广泛应用于现代科学的各个领域，尤其在药物分析、环境分析化学、材料科学、化学检测、等研究领域发展迅猛。随着对环境保护的日益重视，环境监测工作也已经越来越重要，快速、有效地对环境要素进行监测是做好环保工作的基础。所以在环境监测工作中如何利用FI-CL技术，使其更好地为环境监测服务是未来发展的主要方向。

作者：彭 晓 单位：大连环境监测中心