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绿色分析化学与环境保护 报告人：邰怡 指导老师：杨利民 2004.12.25 分析化学与环境保护 分析化学与环境保护密切相关。一系列的环境问题，如：重金属污染、持久性有机污染、赤潮、臭氧层破坏等都需要分析化学领域的技术才能识别它们 通过分析化学的技术和手段能够识别化学制品及其代谢物在环境中的迁移和形态变化,进而采取相应的措施控制污染,达到保护环境的目的 因此，分析化学是环境保护的基础 什么是绿色化学？ 绿色化学：又称清洁化学、环境友好化学、环境无害化学 目的：用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、生态环境有害的原料、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和生产 理想：不再使用有毒、有害物质,不再产生废物,不再处理废物 因此，绿色化学是一门从源头上阻止污染物的化学 什么是绿色分析化学？ 绿色分析化学：是把绿色化学的原理使用在新的分析方法和技术的设计方面,是一门从源头上阻止污染的分析化学 绿色分析化学的特征： 1.始终把环境影响作为一个目标, 在分析过程中,减少和取消有害物质的使用和产生,使分析过程本身尽可能地减少或消除对环境的影响 2.绿色分析化学的另一个重要特种体现在过程分析中。通过发展新的分析方法与分析技术，实现在线、原位监测，并在有害物质形成以前加以控制，从而实现在源头预防、控制污染的目标 为什么要发展绿色分析化学？ 从环境保护的要求出发： 环境保护要求从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。这种环境保护观念的转变,使分析化学在环境科学中的作用也需随之发生变化,成为了从源头上根除污染的分析化学,即绿色分析化学 从分析化学本身发展的要求出发： 分析化学同化学的其他领域一样,也是污染排放源，据统计,在化学分析的过程中所使用和产生的化学试剂废弃物中,易燃和腐蚀性物质占55%,有毒物质占42%,其余3%为具有反应活性的物质。可见，分析化学本身也对环境造成污染。就其本身而言也需要发展成为绿色分析化学 绿色分析化学方法－在样品前处理领域 固相微萃取技术 固相微萃取技术是1989年发展起来的一种样品前处理技术。它将表面涂布了一层高分子聚合物的萃取头直接浸入样品溶液或采用顶空固相微萃取方法采样，然后将吸附组分热脱附或淋洗脱附后对样品进行气相色谱、液相色谱及毛细管电泳等分离分析。该技术具有操作简单，萃取效率高，重现性好，从萃取到进样完全不使用有机溶剂，解吸速度快、解吸完全，样品用量少，分析成本低等优点，并且集萃取、浓缩和进样于一体，适用于分析多种有机化合物 该技术有效地避免了大量有毒有害物质的使用，符合了人们对绿色分析化学的追求 绿色分析化学方法－在样品前处理领域 超临界二氧化碳萃取 当CO2在温度大于或等于31oC，压力大于7.38MPa时呈现出超临界的状态。超临界CO2不像氯氟烃那样威胁臭氧层。它具有气体的粘度和液体的密度，可以溶解许多材料，通过改变压力和温度可以控制它的选择性，因此，超临界CO2被认为是一种更快、更具有选择性的萃取溶剂。超临界CO2的萃取物比较干净，溶剂用量少，可以从多达1L减少到10-15mL。由于所用的二氧化碳来自合成氨厂和天然气井副产物的回收，对它加以利用不会增加排放量。因此，CO2用作溶剂不会对环境带来新的危害。 绿色分析化学方法－在分离分析领域 毛细管电泳技术 毛细管电泳以高压电场为驱动力，以小内径的石英毛细管为分离通道，依据样品各组分间电泳淌度和分配系数的差异而实现分离 与经典的液相色谱相比较，毛细管电泳进样量大为减小，单次进样只需要几个纳升(nL),这就减小了对样品量的要求 同时，毛细管电泳所需要的电泳缓冲液也远远小于液相色谱所需的洗脱液，并且有效的避免了有机试剂的使用，减少了废液对环境的污染。 绿色分析化学方法－在分离分析领域 微流控分析系统 微流控分析系统目的是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能转移到便携的芯片中 微流控分析系统通过微机电加工技术把整个实验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在几平方厘米的微流控芯片上，且可多次使用，因而极大的减少了样品和分析试剂的用量，降低了分析的成本，加快了分析的速度，具有广泛的适用性 结论 可见，无论是在样品前处理还是样品分析过程中，通过对分析仪器的微型化、集成化，对分析方法的改进和创新，可以有效地减少对样品和试剂用量的要求，避免大量有毒、有害试剂的使用，符合21世纪“绿色分析化学”的要求。 * * *