分析化学答案【浅谈分析化学的绿色化】
时间：2019-04-16 03:14:11 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：分析化学的绿色化是以环境友好的方法及其原理为基础，过程中尽量少用甚至不用有害试剂，以实现将环境污染降至最低程度的目的。如今，绿色分析化学已经成为分析化学领域未来的基本发展方向。本文重点就分析化学绿色化的重要性、原理、特点及其方法等方面进行了探讨。
关键词：分析化学 绿色化 重要性 原理 方法
随着人类环保意识的增强，经济发展越来越追求绿色化，而分析化学的绿色化旨在化学分析过程及技术设计过程中进行绿色化学原理的应用，以最大程度地降低分析化学对周围环境所带来的污染，因而是未来分析化学发展的一个主要方向，下文分别就分析化学绿色化的重要性、原理、特点及其方法进行了探讨。
一、分析化学绿色化的重要性
作为我国的一项基本国策之一，环境保护一直都是分析化学研究人员环境科研的一个重要方向，特别是近些年来，随着人们环保意识的普遍增强，分析化学作为环境污染排放的重要来源之一本身也越来越受到关注。例如液液萃取过程中所使用的有机溶剂中，有许多诸如二氯甲烷、氯仿及四氯化碳等等都具有极强的毒性，不仅会对环境还会对人体健康造成危害。再如某些氯代烃甚至会对大气臭氧层造成破坏，这些明显都违背了环境保护的宗旨。有毒溶剂的使用不仅危害了分析化学研究工作人员的身体健康，还大大增加了样品测试的成本，有些溶剂的废液处理也是一个棘手的问题。分析化学自上世纪60年代以来已经成为环境科学的重要的中心学科之一，不少环境分析化学研究工作人员都在从事着同环境样品相关的分析化验工作内容，以便于为环境科研、管理及其治理提供有力的科学依据。如今对于许多领域而言，环保活动及进步同分析化学的发展息息相关，只有通过分析化学相关技术手段才可以有效识别环境中污染物化及其代谢物的迁移过程或者所发生的形态变化，然后才能采取相应地措施对污染源进行有效地控制。由此可见，分析化学是大气及水资源环境保护的基础学科。
正是由于这些原因，近些年来相关研究工作者都致力于研究和发展绿色分析化学技术，尽可能少用甚至不用有污染的溶剂或其他有机化学试剂。作为绿色化学的一个主要构成方面，绿色分析化学已经成为分析化学未来发展的主要方向。
二、分析化学绿色化原理及其特点
近些年来，绿色分析化学的研究多数是围绕着催化剂、化学反应、原料、溶剂及其产品绿色化等方面而开展的。因而无论是从原理上还是从方法上都为传统的分析化学行业带来了巨大的改变。例如，可通过新型化工方法或新产品的过程中运用原子经济反应、无毒性原料、催化剂以及溶剂等实现化工的绿色生产过程，并通过所获得的新型绿色产品为人们的身体健康、环境保护等方面带来有利影响。
绿色分析化学研究的主要核心问题如下：一是确保所选择的起始原料及其试剂的绿色化；二是确保所选择的溶剂、反应条件及其催化剂的绿色化；三是确保所设计产品、目标分子及其化学品的绿色化和安全化。如今，绿色分析化学已经兴起，其要求进行化学分析的整个过程中都必须始终将环境保护作为一个前提或目标，最大程度地减少甚至不产生环境污染物质，确保分析过程本身尽可能地减少或消除对环境的影响，这即为绿色分析化学的最主要特征。除此之外，绿色分析化学的另一个主要特征还表现在其过程分析中，通常来说，环境分析主要是出现了环境问题之后进行毒物的监测及其分类的过程，而分析化学则是将分析重点放在了化学过程当中，主要是通过传感器的使用实现对整个化学反应过程监测的实时性，这样可以了解环境污染物形成的全过程，进而即可实现对痕量有害环境污染物的有效控制，并从源头上实现对污染物阻止的目的。整个化学反应过程中，若因温度、压力、原料剂量、时间改变进而导致污染物的形成，传感器会及时地将整个过程的参数进行调整，这样就可通过整个过程中参数的改变而实现对污染物产生全过程的有效控制，同时还提高了产品的质量极其纯度。因此，绿色分析化学可以对污染物进行防治和即时控制。
三、分析化学绿色化的发展方法
通常而言，分析方法是通过精密度、灵敏度、准确度、分析的速度及其校准曲线线性范围等等的多项指标来进行评价。对于分析化学的绿色化而言，除去上述指标之外，还需将其对于环境的影响程度作为首要指标进行考虑。
为了实现整个分析过程中分析化学绿色化的实现，必须将重点放在如何最大程度地减少甚至取消环境污染物的使用及其产生，可考虑如下方面：1）整个分析系统的微型化，这样可以大幅度减少试剂及其载体的流耗量，实现污染的降低，还更加经济。2）对于不得不使用大量样品进行分析的系统而言，可借助于数理统计及化学计量学等理论，尽可能实现对采样点数目优化的目的，这样就可以最大程度地减少分析过程中测量的次数及其相关试剂的使用量，实现减少环境污染物使用的目的。3）通过试剂固定化等技术实现非消耗性及微消耗性等试剂的重复使用，这样即可大幅度减少有害试剂的使用量及其有害物产生。4）通过无毒无害试剂的使用，例如，超临界流体的开发，尤其可以将超临界二氧化碳流体作为溶剂，其不仅具有常规流体都具有的良好的溶解性，同时还拥有气体所具有的相当高的传质速度，因此，借助于这种无毒无害的试剂即可实现原有毒性有机化合物的替代。5）将某些无试剂新型分析化学技术，诸如超声、微波等技术等应用到分析化学的过程当中去，例如超声萃取法、微波萃取及其消解等方法；6）有些待分析样品组成相当复杂，因而测定过程中不可避免会有干扰的出现，此时可以借助于仪器掩蔽法来实现对原有化学掩蔽法的替代，例如，可通过借助于导数以及双波长分光光度法，结合零交技术及其等吸收点法，即可在完全无任何化学试剂条件下实现对干扰的消除；7）若很难完全取代有毒试剂时，应尽量采用微型化或者使用具有较小毒性的试剂对由原有的大毒性试剂进行替代，例如，将有机相的测定方法改变为水相测定方法，以最大程度减小分析过程中自身对于环境所带来的影响。事实证明，分析化学绿色化最基本的要求及其特征已经在如今的一些分析方法中体现了出来，例如固相萃取技术、高压流体萃取技术、固相微萃取技术、微型液-液萃取技术、免疫分析技术、x射线荧光金属分析技术、超临界流体萃取技术、自动索格利特萃取技术、微萃取技术、挥发性有机化合物真空蒸馏技术及其表面声波测定技术等等，此类方法都是在测量、监测及其识别过程中，对过程中所用试剂及其所产生的产物进行控制，以最大程度地减少环境污染物的释放，因而没有造成不良的环境污染问题，所以应尽可能采用此类绿色分析化学方法进行分析。如今，分析化学正朝着综合性边缘学科方向发展，随着物理学、数学、电子学及激光技术、微波技术、分子束及计算机等的不断发展，为新型仪器分析方法奠定了基础，并为进一步实现绿色分析化学的发展提供了良好的技术及其方法支撑，如激光技术已经用于了光谱分析中，并形成了多达数十种方法，有些相当快，可实现瞬态分析。
四、结论
作为可持续发展战略的一个重要方面，绿色分析化学是解决未来环境保护及其资源短缺问题其中的一个根本出路。因此，必须制定一系列鼓励政策以支持绿色分析化学的发展，在新分析方法及其技术设计手段中应用绿色分析化学原理。分析化学绿色化的发展逐渐朝着微型化和仪器化方向进行发展。但是，应当了解的是我国如今的分析化学仪器制造科研力量仍相对较弱，因此必须以战略眼光对待绿色分析化学的进一步发展及其教育，结合我国国情，注重分析化学绿色化的研究，积极探索绿色少污染甚至无污染的分析方法及其技术，并将其应用到实际的分析检测中。
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作者简介：张兆志(1980-)，女，汉族，河北衡水人，衡水学院应用化学系，物理化学硕士，讲师，从事纳米材料、化学教育等问题研究。
