1、21世纪材料高速分析 第一届全国高速分析学术交流会论文集金属材料分析中的绿色化学田世江(威海高区理化技术服务中心，威海264209)张勇，蔡艳辉(威海职业技术学院，威海264200)摘要：论述了绿色分析化学的发展过程及发展方向，并结合金属材料分析中的实际，提出了少污染或无污染的绿色分析化学技术将是今后金属材料分析的发展方向。关键词：绿色化学；绿色分析化学；金属材料分析20世纪90年代初世界化学会议首次提出了绿色化学。20世纪90年代末，我国化学工作者就绿色化学进行了论述，并提出了绿色化学是经济和社会可持续发展战略的重要组成部分，也是解决21世纪环境、资源问题的根本出路之一；尔后又相继提出了绿色
2、合成化学，绿色分析化学等。在工业技术迅速发展的今天，人们对赖以生存的环境越来越重视，所以，绿色化学的提出，引起了世界各国的关注，得到了广大化学工作者的高度重视，本文就绿色化学及绿色分析化学的特点及发展方向作出综述。1绿色化学及其发展纵观世界化学发展史，自从人们认识了化学中简单的化合、分解开始，化学工业就得到了迅猛的发展，人类的衣食住行都与化学有着密切的联系，化肥工业的发展，促进了农业粮食产量的提高，化纤工业的发展，为人类的穿着增添了新的色彩，石油化学工业的发展，既解决了所需的能源问题，又为石油的合理开发利用打下了坚实的基础，有机化学工业的发展，合成出人类所需的各种物质，创造了一个五彩缤纷的世界
3、，生物化学的发展，揭示了人类生命的奥秘，这不难看出化学工业的重要地位。在化学工业为人类提供丰富多采的服务的同时，人们也深刻认识到化学工业对人类作出了巨大的贡献，也给人类赖以生存的环境造成了重大破坏，如造纸和电镀工业的废水，石油化工和冶炼工业的废气，核化学工业的废料等，对环境造成了污染，对人类产生了危害。如何使化学工业既造福于人类，又不污染环境是广大化学工作者面临的新课题，绿色化学就是要从根本上解决这一河题，它是一门从源头上阻止污染物的化学。绿色化学的任务是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学既重视化
4、学产品的产出，又重视产出化学产品时对环境的污染问题，利用化学的技术和方法从源头上阻止污染的产生。绿色化学把影响人类健康的因素提到了首位，改变了过去“先污染，后治理”和“谁污染，谁治理”的环境保护意识；从源头上阻止污染的产生，这是完全符合我国国民经济可持续发展、全面建设小康社会的发展战略。2绿色分析化学的特点与发展对传统的化学领域，曾有人提出用一个四面体模型来表示，既以理论为基础点，由此衍生出分析、合成和工艺三个分支。又有人提出在无机化学、有机化学、物理化学、生物化学，化学的其他领域中，都是以分析化学为中心；各种化学离不开分析化学，分析化学又为各种化学服务，这不难看出分析化学在整个化学领域中的重
5、要地位。有了绿色化学，绿色分析化学也应运而生。绿色化学主要研究亿学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化，这些研究对象的绿色化是依靠贫析化学技术手段来检测的，这就充分说明了分析化学在绿色化学中的重要地位和中心位置，也是提出绿色分析化学的理论依据。绿色化学是-N从源头上阻止污染物的化学，那么绿色分析化学就是-t-从源头上阻止污染物的分析化学、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，其目的是利用与环境友好的方法和原理，尽量不用或少用有害试剂，将对环境污染减少到最低限度，以达到绿色化学的目的。在绿色分析化学中，始终把环境影响作为一个目标，减少和取消有害物质的使用和产生，使化学分析过35
6、田世江等：金属材料分析中的绿色化学程中尽可能地减少和消除对环境的影响是绿色分析化学的主要特征，因此绿色分析化学的目的是发展与环境友好的分析方法来取代一些对环境产生污染的分析方法；对一个分析方法，一般用精密度、准确度、灵敏度、分析速度、线性范围等指标进行评价，而对绿色分析化学来说在上述各项指标中，应把对环境的影响程度作为评价分析方法优劣的首要指标。在发展绿色分析化学过程中，主要是减少和取消有害物质的使用和产生，目前在以下几方面得到了发展。(1)在分析过程中采用无毒、无害的化学试剂，从源头上阻止污染物的产生。(2)分析系统的微型化，尽量减少试剂的用量、缩短分析过程。(3)合理回收利用化学试剂，减少
7、污染物的排放量。(4)采用物理测试技术，如直读光谱仪、X射线荧光光谱仪等仪器分析方法。这就对分析化学全过程提出了更高更严格的要求，既要保证对环境的少污染或不污染，又要确保分析方法的准确、快速、可靠，是广大分析化学工作者奋斗的目标。在日常工作中，现行的标准化学分析方法，有的还沿用一些剧毒、有害的化学试剂或能产生对环境有污染的气体等，这并不是说现行的标准分析方法使用这些有害化学试剂的合法化，而是目前的技术水平还有待提高，要通过不断的研究和试验，改进现有的一些不利予环境的分析方法，在分析过程中，尽量减少或取消有害物质的使用和产生，以实现绿色分析化学的目标。3绿色分析化学在金属材料分析中的发展绿色分析
8、化学是分析化学发展的结果，它为分析化学工作者确立了一个新的理念，就是不能牺牲对环境的污染这一代价来取得分析数据的可靠，为建立新的分析方法提出了更高的标准和严格的要求，就是在分析过程中始终把对环境的影响作为一个目标，减少和取消有害物质的使用和产生。在金属材料分析中，绿色这一概念的提法在我国虽然较晚，但就分析方法的绿色化工作，我国化学工作者曾较早地在不断探索、试验与完善。早在20世纪50年代，以周宗祥博士为代表的老一辈分析化学工作者就提出了高速分析理论的六条要素：溶解快速化。反应与作用快速化。取消与合并操作工序。新的快速分析体系。快速终点测定。控铺秒钟化。从此高速分析在我国钢铁分析中蓬勃发展，在“
9、秒钟领域”思想的指导下，打破了传统的分析条件，提出了“中途截取”反应机理，在钢铁分析中制订了许多高速分析方法，并得到了推广、应用，这些新的分析方法在追求分析速度高速的同时，绿色化也得到了很大的发展。尔后又提出了高速分析自动化，相继发展了三元素、四元素、炉渣、铁矿石、碳硫等自动分析仪，为我国钢铁分析仪器的发展奠定了基础；20世纪70年代在我国还开展了无氰分析方法的试验与研究，全国分析化学工作者在这方面作了深人的探讨，先后发表了大量的无氰分析文章，并相继提出了一些沿用至今的金属材料无氰分析方法等，推进了我国金属材料分析绿色化工作的发展。在仪器分析方面，以上海雷磁仪器厂、上海分析仪器厂、北京第二光学
10、仪器厂、北京地质仪器厂等为代表的仪器专业厂在开发光学、光谱、电化学仪器等方面作了大量的工作，并不断推出了一些适合我国发展要求的分析仪器，这些都为我国发展绿色分析化学奠定了基础。在金属材料分析过程中，传统的重量法、容量法、比色法等已远不能适应现代工业发展的要求，而直读光谱仪、X射线荧光光谱仪等分析仪器，以其无污染、快速、准确、高效、稳定、自动化程度高等特点得到了推广、应用，这也是金属材料分析向绿色分析化学发展的一个方向；但仪器分析并不能完全取代分析化学，众所周知，利用仪器分析必须要有标准样品对仪器进行校正，也就是通常所讲的绘制标准曲线(或工作曲线)，而各种标准样品的标准值是通过化学方法来确定的，
11、所以说化学分析是仪器分析发展的基础，随着仪器分析的不断发展，今后化学分析的大量任务是确定各种标准样品的标准值和进行仲裁分析；另一方面，依据我国的国情大型分析仪器的完全普及还需要一个过程，在一些中小型企业完全普及分析仪器还很困难，因此发展绿色分析化学是相当重要的。在金属材料分析中，发展绿色分析化学主要集中在以下几个方面。(1)改变传统的溶样方法，以少用酸、碱或不用酸、碱的微波消解技术溶解样品，是减少或阻止有害物质产生的一种有效方法。36田世江等：金属材料分析中的绿色化学(2)采用一些物理测试技术方法，如直读光谱仪、x射线荧光光谱仪、辉光光谱仪、辉光质谱仪、激光光谱仪等，从样品的收集、分析测试、数
12、据处理全过程不需要任何溶剂，不会产生有害物质，是今后金属材料分析的发展方向。(3)对于一些组成复杂、测定时干扰难以避免的物质，广泛采用仪器掩蔽法代替化学掩蔽法，如导数分光光度法和双波长分光光度法，可以在不加掩蔽剂的情况下消除干扰，是行之有效的掩蔽措施。(4)分析化学系统微型化，以减少试剂的用量，缩短反应时间，降低有害物质的产生。(5)大量采用有机相测定的分析方法应向无机相测定转变，以减少化学分析过程本身对环境造成的影响。(6)对某些有机试剂进行蒸馏回收、重复利用；对某些重金属离子进行沉淀回收；对一些有毒有害的废液应分别保存、处理达标后再排放，也是解决污染常用的有效方法。总之，只要全体分析化学人
13、员都行动起来，深刻认识绿色分析化学的重要性，绿色分析化学在金属材料分析中一定会迅速发展，完全符合绿色分析化学的技术方法也会不断的试验成功，并得到全面的推广、应用。4结论绿色分析化学是把绿色化学原理应用在新的分析方法和技术设计方面，主要是从源头上减少和消除分析化学对环境造成的影响，无污染或少污染的绿色分析化学技术将是今后金属材料分析的发展方向，主要应从采用新的溶样技术方法，不使用有毒、有污染的化学试剂，减少试剂的用量，使分析方法微型化，在分析方法的稳定、准确、快速等方面深入研究探讨，推出一些实用性强、准确性高、稳定性好、分析速度快、易于推广应用的金属材料绿色分析化学方法。大力发展光电物理测试技术
14、在金属材料分析中的应用是金属材料绿色分析化学发展的重点，推出一些具有灵敏度高、重现性好、分析范围广、自动化程度高、多元素同时分析的现代分析仪器是发展金属材料绿色分析化学的需要，并且这些现代分析仪器应操作方便、价格低廉、利于推广应用；还应结合我国国民经济发展的需要，开发出一些功能齐全、技术先进、具有自主知识产权的分析仪器；积极地推广绿色分析化学技术和分析测试技术，深入研究和探讨对复杂体系中的痕量元素分析、金属材料中的原位分析及在线实时分析，并把这些应用到实际的分析测试中去，是广大分析化学工作者的奋斗目标。参考文献：13王海舟面向新世纪的冶金材料分析J理化检验一化学分册，2001，37(1)：12
15、周南现代分析化学的内涵和新定义J理化检验一化学分册，2001，37(1)：473许春丽，李保新绿色分析化学J理化检验一化学分册，2001，37(11)：52843周宗样。论高速分析的科学研究体系或规范及鼹个发展方向A。中国机械工程学会理化检验分会第三次年会论文集C19845GBT 6【379-1986，测试方法的精密度，通过实验室间试验确定标准测试方法的重现性和再现性s6杨向萍，等微型整体分析系统法及其进展J理化检验一化学分册，2001，37(2)：96+_呻+-+-呻+-卜_+_-+-叫+-H+-+一一-+-+一_+叫+-一(上接第34页)11Guo X M，Huang B，Sun Z，et
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