□楊美月

（聯(lián)化科技股份有限公司 浙江 臺州 318020）

綠色分析化學(xué)原理與技術(shù)綜述

□楊美月

（聯(lián)化科技股份有限公司 浙江 臺州 318020）

作為一門新興學(xué)科，綠色分析化學(xué)主要是將綠色化學(xué)原理應(yīng)用在新分析方法和技術(shù)設(shè)計之中，以此來降低化學(xué)品的危害性，使化學(xué)品的污染在環(huán)境承受范圍內(nèi)。當(dāng)然，要想做到這點，需要我們真正理解綠色分析化學(xué)原理與技術(shù)，進而深入研究，使之能夠有效的分離、處理化學(xué)品?；诖?，本文將立足于綠色分析化學(xué)，通過了解綠色分析化學(xué)的特征，在此基礎(chǔ)上探究綠色分析化學(xué)的原理與技術(shù)，希望對其有更為深入的了解，為促進綠色分析化學(xué)更好發(fā)展創(chuàng)造條件。

綠色分析化學(xué)；原理；樣品前處理；分離富集

改革不斷深化的背景下，國民經(jīng)濟雖不斷提高與進步，但環(huán)境污染、環(huán)境破壞日益嚴(yán)重，已經(jīng)威脅到人類的家園，在一定程度上阻礙了國家的可持續(xù)發(fā)展。此種情況下，人們的環(huán)保意識增強，注重環(huán)境保護、節(jié)約資源?；诖?，針對化學(xué)品給大氣、土壤、水體及人類身體健康帶來嚴(yán)重危害的情況，業(yè)界人士已經(jīng)高度重視這一情況，積極研究與開發(fā)綠色分析化學(xué)技術(shù)，意在利用此項技術(shù)來分離、處理化學(xué)品，降低其危害性，使之污染能夠在環(huán)境承受范圍之內(nèi)。

1 綠色分析化學(xué)的特征

綠色分析化學(xué)是把綠色化學(xué)的原理應(yīng)用在新技術(shù)的分析與研究中，利用一些先進的技術(shù)，把污染的源頭扼殺在搖籃中，尋找一些不管是對環(huán)境，還是對人都沒有傷害的方法，使化學(xué)對環(huán)境的污染降到可以承受的范圍?；A(chǔ)此概念，可以確定綠色分析化學(xué)具有的特征是：

(1)涉及范圍較廣。既然綠色分析化學(xué)的目的是降低化學(xué)對環(huán)境的污染，那么其需要處理可能對大氣、水體、土壤等方面有一定危害的化學(xué)產(chǎn)品或試劑，以此來使自然環(huán)境良好發(fā)展，人們生活更加健康。這充分說明了綠色分析化學(xué)涉及范圍較廣。

(2)技術(shù)手段多。既然要切實有效的分離、處理化學(xué)品，降低其危害性，那么就需要運用各種先進的分析技術(shù)、測量手段來處理化學(xué)品，如此才能改變化學(xué)品給水體、土壤、大氣帶來嚴(yán)重污染的情況，使其產(chǎn)生的污染在環(huán)境承受范圍之內(nèi)?？梢哉f，綠色分析化學(xué)幾乎用遍了所有分析化學(xué)的方法。從這一方面來說，綠色分析化學(xué)還具有技術(shù)手段多的特征。

(3)研究對象復(fù)雜。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前全世界化學(xué)品超過1000萬種，又因不同化學(xué)品在使用的過程中會通過這樣或那樣的形式、途徑來污染環(huán)境，危害人們的生活環(huán)境。要想良好的開展綠色分析化學(xué)，切實有效的降低化學(xué)品對環(huán)境、人類的危害，勢必要對不同類型、形式的化學(xué)品予以分離、測定等等，致使綠色分析化學(xué)有一定難度。從這一方面來說，綠色分析化學(xué)還具有研究對象復(fù)雜的特征。

(4)交叉性。的確，要想使綠色分析化學(xué)能夠充分發(fā)揮作用，切實有效的分離、處理各種化學(xué)品，還離不開其他學(xué)科的理論支持，只有引用其他學(xué)科的知識，才能更加科學(xué)的、合理的研究化學(xué)品，提出切實可行的辦法來處理、分離化學(xué)品，降低其危害性。這也充分說明了綠色分析化學(xué)還具有交叉性的特征。

2 發(fā)展綠色分析化學(xué)的必要性

的確，化學(xué)與各個行業(yè)之間的關(guān)系密切，在各個行業(yè)發(fā)展中起到一定促進作用。但與此同時，我們需要正視化學(xué)品使用所產(chǎn)生的負(fù)面影響，即化學(xué)品使用后所產(chǎn)生的廢氣、廢物、廢渣等給環(huán)境帶來的負(fù)面影響。隨著環(huán)境污染日益惡劣，給人們的生存與生活帶來一定威脅，人們對環(huán)境污染狀況予以高度重視，對化學(xué)品的應(yīng)用也予以高度重視。出于“從源頭上根治污染”的考慮，加大了綠色分析化學(xué)技術(shù)的研究。

綠色分析化學(xué)技術(shù)的研究，也就是對傳統(tǒng)化學(xué)品應(yīng)用中產(chǎn)生的危害性物質(zhì)予以檢測和控制，進而對其進行離析處理，從而消除危害性物質(zhì)，避免化學(xué)品使用污染環(huán)境。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，化學(xué)品廢棄物中有55%的易燃性和腐蝕性物質(zhì)、42%的有毒物質(zhì)、3%的反應(yīng)活性物質(zhì)，這些均會污染環(huán)境，而科學(xué)合理的應(yīng)用綠色分析化學(xué)技術(shù)，可以大大降低化學(xué)品污染環(huán)境的情況，相應(yīng)的水環(huán)境和土壤將得到良好的保護，人們的身體健康也就不會受到威脅。所以，綠色分析化學(xué)技術(shù)的研究與應(yīng)用是非常必要的。

3 綠色分析化學(xué)原理與技術(shù)分析

3.1 綠色分析樣品前處理技術(shù)

從綠色分析化學(xué)研究情況來看，綠色分析化學(xué)樣品采集與前處理對分析效率有很大影響。為了提高綠色分析化學(xué)的有效性，應(yīng)當(dāng)切實有效的落實綠色分析化學(xué)樣品采集及前處理工作。目前，對于樣品采集可以進行主動采集亦或被動采集。盡管主動采集占為主導(dǎo)地位，但近些年被動采集應(yīng)用越來越廣，所以應(yīng)當(dāng)正視兩種采集方式，對其予以合理的運用。而對于樣品前處理，則是利用微波消解、微波萃取、超臨界流體萃取等技術(shù)方法。具體表現(xiàn)為：

3.1.1 微波消解。微波消解是一種高效省時，低能耗的現(xiàn)代制樣技術(shù)，普遍應(yīng)用于原子光譜分析之中，也在電化學(xué)分析、分光光度測定等方面應(yīng)用，能夠?qū)⑵涔?jié)能、減少環(huán)境污染、效率高等優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。當(dāng)然，微波消解之所以能夠有效應(yīng)用，主要是的在高溫和壓力的環(huán)境之中，能夠激活化學(xué)物質(zhì)，增強氧化劑的氧化能力，并且作用在樣品表面，導(dǎo)致樣品表面破裂、擾動，并不斷產(chǎn)生新的與試劑接觸的表面，加速樣品消解。

3.1.2 微波萃取。微波萃取是一種利用微波能提高萃取效率的先進技術(shù)。在具體應(yīng)用此項技術(shù)來進行樣品前處理，主要是利用微波加熱來加速溶劑，使之發(fā)揮作用，溶解樣品，從中萃取目標(biāo)物。在此需要特別說明的是，不同物質(zhì)的介電常數(shù)不同，相應(yīng)的所得到的微波能也不盡相同，微波萃取的效果也有所不同。一般來講，介電常數(shù)較小，微波吸收能力也相對較差，相應(yīng)的微波萃取效果也將降低。而要想提高微波萃取效率，需要在萃取裝置選擇上下功夫，也就是盡量選用帶有控溫附件的微波制樣設(shè)備，并且制樣杯為聚四氟乙烯材料制成的，而萃取容積為極性溶劑。

3.2 綠色分析測試技術(shù)

3.2.1 近紅外技術(shù)。作為一項綠色分析技術(shù)，其在具體應(yīng)用的過程中通常是簡單處理樣品，避免樣品處理中溶劑或廢液廢渣等給環(huán)境帶來負(fù)面影響，并且保證樣品不被損傷，在此基礎(chǔ)上有效的分析、測試、后處理樣品。當(dāng)然，在此項技術(shù)之所以能夠有效應(yīng)用主要是分子振動過程中的倍頻和合頻吸收強度較弱，相應(yīng)的樣品不經(jīng)過稀釋預(yù)處理，直接接受測定分析。

3.2.2 頂空氣相色譜分析。此項技術(shù)的應(yīng)用主要是將樣品置于密封容器之中，在恒定溫度下使樣品上部氣體及其分組達到平整狀態(tài)，進而提取上部氣體，并對其進行色譜分析處理，如此能夠確定樣品中揮發(fā)性組分的含量。這也充分說明了頂空氣相色譜分析技術(shù)具有較強分析作用，能夠相對準(zhǔn)確的確定樣品中揮發(fā)性組分含量，為控制樣品對大氣環(huán)境的污染有很大幫助。

3.2.3 X射線熒光分析。通常情況下，利用X射線熒光來分析樣品，那么樣品將受到X射線、高能粒子束、同步輻射源產(chǎn)生的真空紫外線的照射，那么試樣中元素將發(fā)射出特征X射線。而所謂的特征X射線，其實是高能粒子與試樣原子碰撞，使原子處于激發(fā)態(tài)，而在較為外層電子向內(nèi)層空穴躍遷時，多余能量將以X射線的形式放射出來。相關(guān)研究表明，在特定的條件下，熒光X射線強度與分析 元素含量之間也存在的一定的線性關(guān)系，這就意味著利用X射線熒光分析測試樣品，即便不運用任何試劑，也能夠完成樣品的處理。所以，X射線熒光分析具有分析速度快、準(zhǔn)確度高、分析范圍廣等特點，值得在綠色分析化學(xué)之中廣泛應(yīng)用。

3.3 綠色分析分離富集技術(shù)

3.3.1 固相萃取。起源于上世紀(jì)七十年代的樣品富集技術(shù)，固相萃取是根據(jù)固相與液相之間的分配系統(tǒng)不同，在液體樣品通過固體吸附層時，可以將其基體去除，富集待測物，之后利用少量溶劑洗脫和回收待測物?；诖?，可以確定固相萃取之所以能夠有效應(yīng)用，主要是通過結(jié)合液相萃取與液相色譜技術(shù)而產(chǎn)生的，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液—液萃取法。

3.3.2 固相微萃取。起源于上世紀(jì)九十年代的固相微萃取技術(shù)是一種集萃取、濃縮、解吸于一體的樣品前處理技術(shù)。從本質(zhì)上來講，此項技術(shù)是一種待測物在基體樣品和固定相之間取得平衡的技術(shù)，在一定條件下，待測物在固定相上有較高的分配系數(shù)時，能夠被萃取出來，并且萃取量較高。這充分說明了，此項技術(shù)與常規(guī)的萃取方法不同，其具有多種優(yōu)勢，如體積小、靈敏度高、分析周期短等。當(dāng)然，要想使此項技術(shù)能夠充分發(fā)揮作用，還是需要選擇適合的、有效的樣品處理方法。從目前固相微萃取技術(shù)應(yīng)用情況來看，確定常用的樣品處理方法主要有兩種，即直接萃取和頂空萃取。其中，直接萃取是將萃取頭直接浸入液體或氣體之中，直接分析氣體或者液體樣品；而頂空萃取則是將萃取頭懸于固體或液體樣品上方，進而分析較臟的液體樣品或固體樣品。

結(jié)束語

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，綠色分析化學(xué)研究已經(jīng)取得一定成果，在降低化學(xué)品對環(huán)境污染程度上有一定作為。但要想使化學(xué)品的污染在環(huán)境承受范圍之內(nèi)，還需要更加深入的研究綠色分析化學(xué)技術(shù)。

[1]李華,王麗寧.對綠色分析化學(xué)與教育的探討[J].化學(xué)工程與裝備,2012,(4):166-168.

[2]喻德忠,王紅力,劉東,等.一個綠色環(huán)保型分析化學(xué)實驗的研究——ZrO2+Zn2+含量的連續(xù)滴定[M].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2014,(2):66-67,71.

[3]劉衛(wèi)東.綠色分析化學(xué)原理與技術(shù)綜述[J].科技與企業(yè),2015(24):203-203.

[4]劉紅妮,陳曼.綠色分析化學(xué)技術(shù)進展[J].分析測試技術(shù)與儀器,2007,13(1):44-49.

[5]曲永政.分析化學(xué)的綠色化理論與實踐淺析[J].中國化工貿(mào)易,2014(22).

[6]郝乃瑩.淺析綠色分析化學(xué)[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化,2016,(10):81-83.

[7]劉二東.高校分析化學(xué)實驗綠色化的探索與實踐[J].山東化工,2015,44(13):118-119.

1004-7026（2017）14-0069-02

O65

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.14.045

楊美月(1968.7-),女,浙江黃巖人，聯(lián)化科技股份有限公司，工程師，研究方向:質(zhì)量控制與質(zhì)量管理。