摘要：伴隨著全球經濟的加速發展和工業的規模急劇膨脹，環境問題已經越來月凸顯。為了更好的在發展經濟的同時，不至于對環境產生較大的影響，進而危及子孫后代的生存，目前各國都已經建立的自己的大氣環境監測系統。作為大氣環境監測中一種獨立的分析技術, 化學發光分析法能夠有效的分析微量和痕量,而且設備簡單、結果準確，因此被我國的多個領域廣泛運用。本文從介紹化學發光分析法的原理入手，在闡述其特點的基礎上，對多種環境質量指標的檢測方法提出了具體的操作。希望對行業的發展有所幫助。論文發表：《大氣科學》是由中華人民共和國新聞出版總署、正式批準公開發行的優秀期刊。自創刊以來，以新觀點、新方法、新材料為主題，堅持"期期精彩、篇篇可讀"的理念。大氣科學內容詳實、觀點新穎、文章可讀性強、信息量大，眾多的欄目設置，大氣科學公認譽為具有業內影響力的雜志之一。大氣科學并獲中國優秀期刊獎，現中國期刊網數據庫全文收錄期刊。

　　關鍵詞：化學發光分析法;原理;應用;展望

　　Abstract: This paper introduces the chemiluminescence analysis principle, and described its characteristics based on the detection of a variety of indicators of environmental quality, provide the specific operation. I hope to help the development of the industry.

　　Key words: chemiluminescence analysis; principle; applications; Outlook

　　中圖分類號：X83文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)05-0020-02

　　大氣監測技術是隨著社會經濟的發展，人們逐漸意識到保護環境的重要性而逐漸形成的,現代大氣監測技術中最常用的一種方法就是化學發光分析法，在實際上的應用比較廣泛。自從十九世紀七八十年代，人們發現了有機物的化學發光反映以來，研究人員先后將這種技術應用到化學領域的多種分析上面，而且都取得了不同程度的進展。特別是隨著近幾年大氣環境監測越來越凸顯的重要地位，化學發光分析的使用更顯得尤為廣泛。

　　1 化學發光分析法

　　1 . 1 化學發光分析法的原理

　　化學發光分析法的原理是指在沒有任何電能、光能、熱能等的作用下,僅僅依靠化學反應釋放的化學能量激發光的輻射的發光形式。化學反應不同,其產生的輻射光的波長也不同,因此化學發光分析法的基礎就是化學輻射光的光強度以及化學反應的速度,其中后者是取決于發生化學反應的分子的密度。通過對化學輻射光的光強度進行檢測,就能夠計算出待測物質的濃度。不論什么樣的化學發光反應都要進行兩個關鍵的程序:化學激發和輻射光。因此,也就決定了只有滿足以下三個條件才能被稱之為化學發光反應:發生反應后能夠提供激發光的化學能;發生化學反應后釋放的化學能需要被反應產物吸收,并被激發;處于激發狀態的反應產物分子,釋放出光子或者轉移它吸收的能量至另一個光子并激發、輻射出光子,返回基態。

　　1 . 2 化學發光分析法的特點

　　化學發光法是由化學能量激發所產生的光輻射,因此其不需要任何外部的光、熱等能量,這樣就大大的避免的了瑞利散射及拉曼散射等對周圍的噪音的影響,提高了信噪比。這種方法在實際應用中,其靈敏程度相當高,對于微量的氣體和金屬離子等微量元素的檢測、分析能夠達到1×10-9級;其線性范圍也很寬,能夠達到6個數量級;此外,化學發光分析法還具有分析快捷,自動化方便等多重優勢。

　　2 大氣環境監測中化學發光分析法體系

　　2 . 1 魯米諾化學發光法

　　在最早研究出的化學發光法中魯米諾化學發光法就是其中之一,它在堿性溶液中能夠被氧化而被激發至激發狀態,輻射藍光返回至基態。這里所說的氧化劑一般都是至H2O2。這種化學發光法在大氣環境監測中一般用來測定空氣中的CO、SO2、H2S、氮氧化物等有害氣體的濃度。需要注意的是,其余氧化劑的反應很慢,需要用金屬離子作為催化劑加快其反應速度。通常情況下,發光強度與金屬離子的濃度是成正比的,因此,也可以對這些金屬離子例如銅、錳、鐵等進行檢測,靈敏程度也較高。

　　2 . 2 過氧草酸酯化學發光法

　　這種反應需要使用增敏劑即熒光化合物,H2O2催化其發光的過程。光輻射的情況僅與增敏劑的性質有關而與試劑的性質無關,其光輻射效率高、光強度高壽命長。

　　2 . 3 光澤精化學發光法

　　光澤精是較早就應用廣泛的一種發光試劑,同樣在堿性溶液中被強氧化劑氧化后能夠激化釋放藍綠光返回基態。光澤精化學發光法中使用的金屬離子催化劑為鉛、釩、鎢等,因此,在大氣環境監測中也可以用來監測這些離子。

　　2 . 4 高錳酸鉀化學發光法

　　在化學發光法中比較常用的強氧化劑除了H2O2外,另一種比較常用的就是高錳酸鉀。在酸性溶液中,放入甲醛可以催化其將鐵、碘、銅等發生氧化反應產生光輻射。

　　2 . 5 N - 溴代琥珀亞胺氧化發光法

　　在堿性溶液中,N-溴代琥珀亞胺可以在熒光素作為增敏劑的前提下,將無機銨鹽強氧化,發生強烈的氧化反應,激發光輻射,根據這個方法可以測定大氣環境中的銨離子。除了上述幾種化學發光法之外,還有1,2二氧雜環丁烷化學發光法等方法,都能夠發生化學反應激化不同產物發生光輻射返回基態,可以對不同的離子進行檢測,在大氣環境監測中發揮著不同的作用。

　　3 大氣環境監測中氣態物質的檢測

　　3 . 1 氮氧化物的檢測

　　大氣中的氮氧化物NOx主要包括NO、NO2等濃度之和,利用NO和O3發生化學反應就能夠檢測除NO的含量;將氣體中的NO2通過還原劑的還原為NO就能夠檢測除NO2的濃度,得出大氣環境中氮氧化物NOx的濃度。

　　3 . 2 臭氧的檢測

　　在大氣環境中,超過半數的存在都是臭氧——O3,盡管它不是有害氣體 ,也不是有毒氣體,但是其存在對人們的正常生產、生活有著密不可分的關系,測定其在大氣中的濃度有著非常重大的意義。臭氧能夠與大部分的烯烴發生化學反應,但是在化學反應中,作為氧化劑的烯烴很容易在分析儀器中凝結轉化為液體,因此,作為其氧化劑的最好選擇就是乙烯。乙烯與臭氧發生化學反應生成甲醛,并且呈激發狀態,當其在返回基態的過程中釋放出輻射光。最重要的是:這個反應對于臭氧是特效的,氣體分析不需要做預先分離出氮氧化物、甲烷等氣體。

　　4 大氣環境監測中化學發光分析法的展望

　　大氣環境監測所涉及的分析氣體中的污染物含量較小,并且由于人類進行的化工作業等的發展,污染物種類多,涉及的方面廣,因此就需要靈敏度較高、線性范圍廣,并且使用快捷簡單的檢測方法。化學發光分析法具有自身獨特的優勢,能夠很好的滿足上述的要求,在大氣環境監測中有著較為廣泛的應用。為了能夠更好的適應大氣環境監測,化學發光分析法以后會在以下幾方面有著跟好的前景。

　　(1)能夠收集更為有效的檢測氣樣 ,分離處理技術與化學發光法綜合利用。

　　(2)研發更多更有效的化學試劑應用于環境分析中,測定更多的有害成分。

　　(3)化學發光分析法與分離技術、傳感技術等綜合使用,擴大其在環境分析中的應用范圍。

　　5 結語

　　在大氣環境監測中,化學發光分析法所具有的優勢較為明顯,能夠滿足對環境分析的所有要求,還能夠與其他的分析技術綜合使用。但是其在實際應用中還存在著一些需要完善的地方,例如:連續的消耗試劑,其檢測成本較高,應當進一步研究怎樣降低試劑的損耗;必須與毛細管電泳等分離儀器綜合使用才能夠達到檢測的要求;釋放量、釋放時間、釋放程度等都不能夠人為的精確的控制;采用固相催化劑、固定化;研究更多的化學發光方法,不僅單一的使用上述幾種方法等,需要業內人士進一步的努力和研究。

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