浅议环境科学中化学物相分析的应用
摘 要：随着科学技术的不断发展，环境科学领域中出现了越来越多的高新科学技术，其中具有代表性的化学物相分析方法，其最早被应用在选矿和冶金等学科的研究中，而随着环境科学的的内涵不断的发展，才使得化学物相方法在环境科学领域中得到了广泛的引用。化学物相分析方法一种化学形态分析的方法，已经成为了当前环境监测部门中常用的一种重要手段。针对环境科学中化学物相分析方法的应用的相关问题进行简单的探讨。
关键词：环境科学 化学物相分析 应用
中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）012-109-02
在化学科学中，不同的化学元素有着不同的存在形态，其在化学行为、物理学等方面都存在着较大的差异，正是由于这种差异的存在，使得很多物质中存在的不同化学元素的状态和价态，而对这些具有差异性的在状态和价态进行不断的迁移和转化，便能够形成不同的化学物相，在化学科学中，正是由于这些不同的物相而形成了一个综合的体系，对化学物相的分析也是进行化学形态分析的基础，通过不同的溶剂和溶解方法，能够将物质中存在的元素含量进行测定，这样便能够获得不同元素的存在形态。近些年来，化学物相分析方法在环境监测领域受到了越来越多的应用。
1化学物相分析的发展
化学物相分析方法是在研究物质组成的过程中形成和发展起来的，早在1931年，德国化学家W·库兰茨便提出的物相的概念，并且将其运用到矿物分析工作中，在这之后的几十年，英国、法国、日本等国家也先后发表了关于物相分析的研究成果。但是直到上世纪40年代，物相分析才被作为一门独立的学科获得广泛的关注。物相化学在我国的研究历史始于建国初期。近些年来，随着科学技术的不断发展，关于化学物相的研究也逐渐的增加，而在相关的研究手段和研究方法方面，也更为先进，与此同时，各种各样的现代化手段也开始进入到辅助研究领域中，为自然科学和环境科学等学科的研究与发展提供了更多的参考依据。
2化学物相分析在环境领域中的应用
化学物相分析方法在环境科学中有着广泛的运用，其在土壤、水质、工业废渣、大气监测等领域都有着重要的应用，笔者则主要针对化学物相分析对于水体沉积物的研究中的运用进行分析。本文研究的水体，指的是包括海洋、湖泊、江河等水体的总称。
2.1土壤分析与评价
土壤是人类生存和植物生长不可或缺的供给资源，植物在生长的过程中，需要从土壤中吸取不同的元素作为养分，来实现快速生长。受到污染的土壤中含有大量的有害微量元素，对于植物的生长会产生严重的影响。不同的微量元素有着不同的存在形态，对植物产生的毒害作用也不尽相同，人们关注的重点也不尽相同，对于Cu、Mn、Zn等营养元素，人们更多的关注其在土壤中的总含量和分布形态，是否能够满足植物生长的需要；而对于Cd、Pb、Cr等有毒元素，人们更多的关注他们的存在形态以及对植物生长产生的影响，以及通过食物链对人体健康产生的危害。所以，利用化学物相分析法对土壤中元素的存在形态或赋存状态及其迁移转化规律，为土壤环境监测和污染治理提供了一种重要的手段。我国从20世纪80年代以来开始重视土壤中元素的形态分析研究工作，从方法上讲，大部分都是沿用Tessier提取法和BCR三步提取法。
2.2水体分析与评价
近些年来，工业生产规模的扩大所产生的工业废水以及人们日常生活中产生的生活污水共同流入江河中，便会导致各种金属元素也大量的进入到水体中，对水体环境造成了严重的污染，这些进入到水体中的金属元素，与水中生物和其他物质会发生一系列的物理反应和化学反应，其中一部分生成物就会在河流的两岸以及近海区发生沉积。当遇到一定的外部因素影响，这些沉积在水体中的金属元素又会重新释放到水体中，促使水体污染的负荷不断增加。因此，为了对这些沉积的金属元素的污染程度进行正确的分析和评价，就需要对金属的分布形态进行综合的研究，才能够为科学的治理措施提供必要的参考依据。
针对水体沉积物中的金属形态进行分析，通常采用的是五步提取法或者是三步提取法。我国对化学物相分析方法的重视，是从上世纪80年代开始的。为了提高对环境质量评价的准确性和科学性，在实际的工作中，将化学物相分析与生物暴露试验相结合也是当前一种常见的应用方式。通过二者的有效结合，能够对不同金属物质的水溶态进行区别，以此来判断水体中的金属属性和含量。
对于水体中汞含量的检测，可以利用测汞仪。进行测量前，需要对测汞仪进行预热1-2h，确保仪器性能处于最佳状态。预热完成后，将采集的水体样本配置的汞标准使用液2.0，4.0，8.0，10.0g/mL分别放置在不同的汞蒸气发生器的还原瓶中，然后加入1.0mL还原剂氯化亚锡，并迅速将瓶盖盖紧，便可以看到溶液中产生气泡。这时从仪器读数显示的最高点进行测量并且记录其吸收值，最后利用一次线性回归方程对吸光值与汞质量的关系进行求解。计算公式为：X1=（m1-m2）（V1-V2）*1000/（m3*1000）。
2.3工业废弃物分析与评价
现代工业的快速发展，产生了大量的固体废弃物，尤其是矿山开采产生的尾矿、冶炼生产产生的废渣和废弃等，都是造成环境污染严重的因素。在工业废渣中含有大量重金属，这也是工业污染中最为严重的污染成分。含有大量重金属的物质，不仅其本身具有不可降解性，同时也会对其周围的环境造成巨大的潜在危险，对人和其他的生物都产生重要的影响。工业废渣对环境产生的影响，不仅仅是与其重金属含量有关，同时也与其中包含的各种有害因素之间的转化和迁移有着密切的关系。因此，化学无相分析方法的运用，能够对工业废渣中有害元素的存在形态进行分析，为工业废物的处理提供一定的理论基础。当前，在工业生产中产生最为严重的污染物是在煤矿开发过程中产生的煤矸石，当其遇到雨水和地表水的作用，便会从将大量的有害微量元素溶解，并且进入到土体和水体环境中，造成水体质量下降、土体环境遭到破坏等，周围的生物无法生存，对人体健康也产生巨大的威胁。因此，利用化学物相分析方法，在在静态模拟试验的基础上，对于有害元素从煤矸石中浸出的浓度与其在煤矸石中的含量和赋存状态的关系进行深入的研究，并以此为依据，制定出科学的治理和开发方案。
3需要注意的问题
（1）从理论的角度出发，化学物相分析方法在溶解过程方面与自然界存在的世界的生长过程存在着一定的差异性，因为在自然界中的生物反应过程，是弱提取和慢动力的反应过程，但是在在化学物相分析方法中所使用的很多操作程序，确显示出较快的速度，而且整个操作过程的完成并不是在热力学平衡状态下完成的，因此在某一特殊的物相进行浸取时，很可能会对另一种物相造成破坏，所以很多化学物相分析方法所获得数据结果无法得到有效的解释。（2）在进行分级提取操作时，需要保证被检测的样本中存在着能够被单独提取的化学相，但是在实际的自然环境中，水质或者是空气中的沉积物并不能保证化学或者是物理相的存在，因此该测定结果很容易受到人为因素的影响。从整体来看，我国在化学物相分析方法的研究工作方面还较为滞后，仍然需要不断的进行研究与探索，促进我国环境科学的持续发展。
4结束语
随着人类工业生产的不断发展，对自然环境造成的影响也日趋严重，环境问题已经成为了全球面临的一个重点课题。化学物相分析方法的运用，为环境监测和评价工作提供了重要的技术手段，关于化学物相的多种研究成果也为环境科学的发展提供了更有力的技术职称，而随着科学技术的不断进步，化学物相分析方法也会不断的进步，并且取得新的研究进展，在环境科学领域也将发挥越来越重要的作用。
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