引言
根据国家相关部门公布的数据,国内生态环境质量显著提升,污染整治企稳向好,以水体环境为例,2021年,全国地表水I-III类断面比例达到84.9%,同比增长1.5%,339个地级及以上城市中,218个城市环境空气质量达标,占64.3%,同比上升3.5个百分点。为持续提升生态环境治理效能,营造更为绿色、更为宜居的生产生活场景,实现有机磷、含硝基化合物、酚类、无机污染物、氮氧化合物、甲醛等物质的科学化与精准化测定分析,检测团队依托微全分析系统,扎实推进环境污染分析检测工作高质量开展,旨在形成完备化、标准化、精细化检测平台。
1 微全分析系统概述
对微全分析系统技术原理的全面梳理,有助于检测团队厘清技术特点,掌握微全分析系统应用场景,为后续其在环境污染物分析检测中的应用提供了方向性引导。
1.1微全分析系统技术原理
为提升环境污染分析检测水平,实现检测流程简单化,检测操作灵活化,检测结果精准化,辅助环境部门有序开展生态环境治理以及污染物处置等系列工作[1]。越来越多的检测部门转换思路,尝试通过技术要素整合,实现污染物检测分析手段迭代升级。微全分析系统作为一种全新、高效检测体系,率先由瑞士专家Manz和Widmer提出,该技术方案的出发点在于,充分利用计算机技术、通信技术、微细加工技术,实现微管道、微泵、微阀、微储液器、微电极以及微检测元件合理化处置,将整个环境污染物分析检测中涉及的样品获取、稀释、试剂加入、反应观察、污染物分离、结果输出等流程,成到厘米级的微芯片上,形成污染物的快速处置与实时检测。微全分析系统根据芯片结果以及工作原理的不同,可以划分为微阵列芯片、微流控芯片两类,微阵列芯片主要应用于生物样品检测分析;微流控芯片依托微通道网络,满足环境、食品、生物等污染检测分析。从技术角度来看,微全分析系统大致可以划分为样品制备、生物与化学反应、结果检测三大流程,不同分析检测流程目标定位不同,任务分工也存在一定差异,样品制备主要涉及原始样品抽提、检测物质纯化或者富集,排除干扰因素影响,保证样品处置有效性与合理性,为后续分析检测工作有序开展奠定坚实基础。生物与化学反应作为分析检测的关键环节,涵盖酶切、混合、温育、杂交等处理流程,通过相应的反应路径,实现对污染物科学处置,提升污染物种类、浓度等参数获取效能。微全分析系统结果检测环节,借助毛细管电泳、电化学发光、电学参数、荧光等手段,将污染物分析检测结果以更为直观地方式呈现出来,提升了污染物分析结果的处置能力。
1.2微全分析系统技术优势
微全分析系统与传统检测分析模式相比,在检测快速化、结果灵敏化、设备便携化等方面优势明显,积极作用突出。传统的污染物分析检测方法,流程较为繁琐,包括样品制备、储备、测定、评估系列流程,总体成本偏高,操作人员需要具备极为专业的技术与能力,才能够顺利完成污染物分析检测任务[2]。微全分析系统通过分析检测模块的集成,扩大了检测范围,提升了分析功能自动化水平,排除人为因素干扰,确保污染物分析检测结果的精准化水平,更好地满足现阶段区域环境物治理工作开展要求。近些年来,随着检测技术日益成熟,微全分析系统性能稳步提升,在技术框架下,光学检测模块的光源、气压装置、控制电路、样品混合定位、温控腔、电泳分离等模块得到集成,微全粉分析系统更具实际使用价值,在污染物分析检测领域中的应用频率逐步增加。微全分析系统发展过程中,样品预处理技术、芯片管道网络环境污染分析检测、分离模式、检测方式等核心环节日益完善,在技术要素加持下,微全分析系统分析检测范围更为广泛,有机污染物、无机污染物、气体污染物纳入到分析检测体系之中,实现了污染物分析检测范围的集成,切实满足有机磷、含硝基化合物、酚类、金属阳离子、二氧化氮、二氧化硫、甲醛和氨等污染物的识别与处置。
2 环境污染分析检测中微全分析系统应用思路
环境污染分析检测环节,为保证微全分析系统应用成效,确保技术优势全面发挥,检测团队应当廓清系统应用思路,健全完善环境污染分析检测框架,推动微全分析系统在环境污染物分析检测领域中的高效运用。
2.1微全分析系统应用的科学性要求
微全分析系统涵盖多项内容,囊括不同技术领域,为确保环境污染分析检测方案总体有效,强化微全分析系统适应能力,兼顾污染物分析检测效果与工作成本[3]。环境污染分析检测团队在进行微全分析系统应用过程中,应当坚持科学性原则,将技术要素、管理要素以及使用需求有机结合起来,做好样品制备、检测器调试、参数优化以及结果评估等系列工作。以科学性要求为导向,引导检测团队可以综合系列要素,着眼环境污染分析检测任务要求,根据有机污染物、无机污染物类别,做好微全分析系统应用方案的制定与完善。
2.2微全分析系统应用的实用性要求
环境污染分析检测体量较大,分析周期较长,为确保微全分析系统等设施运转成效,减少不必要的费用支出,增强环境污染分析检测方案可操作性。检测团队在方案改进创新环节,突出微全分析系统应用方案可操作性,避免微全分析系统应用方案难度过大,延缓分析检测进度,引发额外成本支出[4]。例如微全分析系统中的凝胶电泳、带电泳、点色谱在参数调试以及环节把控过程中,检测团队需要遵循实用性原则,结合环境污染物分析检测需求,对凝胶电泳、带电泳、点色谱参做好调控,将微全分析系统功能控制在合理范围内,实现分析检测系统功能的同时,减少不必要的费用支出,为后续系列环境污染物分析检测活动有序开展创造便利条件。
3 微全分析系统在环境污染分析检测中的应用路径
微全分析系统在环境污染分析检测中的应用,要求检测团队以技术为牵引,以目标为导向,着眼微全分析系统技术原理,综合评估环境污染分析检测主要任务定位,改进创新技术应用路径,搭建完备检测平台。
3.1微全分析系统基本应用流程
环境污染物分析检测过程中,为更好地发挥微全分析系统技术优势,检测团队需要立足相关技术特点,采取系列举措,完善系统应用流程。在检测工作开展之前,借助固相萃取、液-液萃取、膜分离、过滤分析等手段,完成样品预分离、预浓缩以及预稀释等分析检测任务。利用等电聚焦、等速电泳等分离模式,将无机小分子、生物大分子进行快速分离,为后续无机物、有机物以及气体污染物分析检测工作有序开展提供便利条件[5]。样品预处理任务完成后,利用检测器等设备,开展系列污染物分析,检测过程中,考虑到微全分析系统检测器进样体积较小、通道较短等问题,检测团队遵循科学性原则,结合污染物特点,选择紫外检测、化学发光、安培检测、电位检测、电喷雾离子化质谱等手段,提升污染物分析检测灵敏度,实现微全分析系统最优化应用。检测任务完成后,检测团队严格按照微全分析系统操作要求,对环境污染物检测数据进行定向、定量分析,通过分析检测结果精准分析,检测团队可以快速掌握污染物分析检测结果,依据检测结果,出具污染物分析检测报告。相关部门依据检测报告,制定相应的环境保护方案与污染处置机制,形成工作闭环,满足现阶段,区域环境污染治理工作开展要求。
3.2微全分析系统在无机离子分析检测中的应用
微全分析系统在无机离子污染物检测过程中,检测团队需要着眼实际,采取有效举措,推进无机离子分析检测工作有序开展。例如在硝酸盐、亚硝酸盐等无机离子检测环节,微全分析系统具有的微型分光光度计、化学发光法、电化学检测法等技术路径,通过技术赋能,持续增强无机离子分析的灵敏性,检测工作完成后,将无机离子检测结果上传到微流控芯片数据模块。具体来看,检测团队借助化学发光法,在尺寸规格为50毫米x40毫米x5毫米的PMMA芯片上,利用微细加工设备,制成宽度为200微米,深度为100微米的管道,完成上述准备工作的基础上,使用蠕动泵开展定时加样处置,在此基础上,完成数据检测分析等相关工作,实现无机离子分析检测工作稳步有序开展。
3.3微全分析系统在有机污染物分析检测中的应用
有机污染物分析检测环节,检测团队在应用微全分析系统应用过程中,依据有机污染物类别,以实用性原则为导向,制定有机物分析检测方案,切实发挥微全分析系统技术优势。以有机磷酸酯类分析检测活动为例,在应用微全分析系统开展分析检测工作的过程中,检测团队选用微流控芯片技术方案,通过芯片电泳与电化学监测结合,完成对有磷类神经毒试剂的快速检测与高效分析。在划定检测总体思路的基础上,检测团队选择pH5.0的20mmol/L的乙磺酸作为缓冲液,使用2kV分离电压,在72毫米的分离管道内,设定140秒的分析检测周期,通过这种处理方式,完成对有机磷酸酯类污染物测定任务。以区域水体环境检测为例,检测团队利用微全分析系统,进行水体分析。分析环节,使用pH5.0的20mmol/L的乙磺酸作为缓冲液,严格遵循标准化操作要求,对检测电流、电压等条件参数进行控制,测得水体样品中磷酸检出精准度达到98.6%,较好地满足现阶段有机污染物检测要求。
3.4微全分析系统在气体污染物分析检测中的应用
现阶段,常见的气体污染物主要由二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、甲醛等组成,在检测过程中,可以采取分光光度法开展相应分析检测工作,这种测定方法操作难度较高,但是由于采样吸收与分析检测环节融合度不高,影响了实际检测效果。基于这种认知,检测团队可以利用微全分析系统,将分光光度法开展有害气体分析检测工作,有效弥补过往有害气体分析检测存在不足。以二氧化硫分析检测为例,检测团队采取组合技术手段,将检测样品、芯片、传输管道、注射泵等进行有效连接,将气态的二氧化硫通过多孔玻璃材料,扩散到微芯片上,被三乙胺吸收,形成亚硫酸根,在此基础上,与荧光试剂发生反应,对荧光强度开展测定,这种处理方案,可操作性较强,灵敏度较高,有效满足现阶段二氧化硫分析检测工作要求。
结语
微全分析系统较好地满足环境污染分析检测的标准化、高效化以及精准化要求,逐步成为主流的环境检测体系。文章在梳理微全分析系统技术构成的前提下,兼顾技术特点与分析检测要求,从多个角度出发,深入探讨环境污染分析检测环节,微全分析系统应用路径与应用方法。
参考文献:
[1]逯岩,祝琳.全自动细菌生化鉴定分析系统与细菌微量生化鉴定阳性菌的结果分析[J].中国医疗器械信息,2021(8):191-192.
[2]冯娟娟,纪香平,李春英.新型样品前处理材料在环境污染物分析检测中的研究进展[J].色谱,2021(3):44-46.
[3]江官正.环境有机污染物检测技术及应用分析[J].区域治理,2020(6):217-219.
[4]戴甜,陈诚.化学分析方法在环境检测中的应用研究[J].建筑发展,2022()(9):99-100.
[5]庞观华分析室内环境污染物氡,甲醛、氨、苯、TVOC检测过程中的质量控制[J].广东化工,2019(7):87-88.
作者简介:姓名:朱洪龙
性别:女
民族:汉族
籍贯:山东沂南
学历:研究生
单位:临沂科技职业学院
职称:讲师
研究方向:环境监测
邮编:276000