分析化学作业

1.事件：日本发生的公害病──痛痛病和水俣病2.时间：20世纪50年代3.地点：熊本县水俣湾4.事件详情：日本熊本县水俣湾外围的“不知火海”是被九州本土和天草诸岛围起来的内海，那里海产丰富，是渔民们赖以生存的主要渔场。

水俣镇是水俣湾东部的一个小镇，有4万多人居住，周围的村庄还居住着1万多农民和渔民。

“不知火海”丰富的渔产使小镇格外兴旺。

1925年，日本氮肥公司在这里建厂，后又开设了合成醋酸厂。

1949年后，这个公司开始生产氯乙烯（C2H5Cl），年产量不断提高，1956年超过6000吨。

与此同时，工厂把没有经过任何处理的废水排放到水俣湾中。

1956年，水俣湾附近发现了一种奇怪的病。

这种病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。

病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。

随后不久，此地也发现了患这种病症的人。

患者由于脑中枢神经和末梢神经被侵害，症状如上。

当时这种病由于病因不明而被叫做“怪病”。

这种“怪病”就是日后轰动世界的“水俣病”，是最早出现的由于工业废水排放污染造成的公害病。

“水俣病”的罪魁祸首是当时处于世界化工业尖端技术的氮（N）生产企业。

氮用于肥皂、化学调味料等日用品以及醋酸（CH3COOH）、硫酸（H2SO4）等工业用品的制造上。

日本的氮产业始创于1906年，其后由于化学肥料的大量使用而使化肥制造业飞速发展，甚至有人说“氮的历史就是日本化学工业的历史”，日本的经济成长是“在以氮为首的化学工业的支撑下完成的”。

然而，这个“先驱产业”肆意的发展，却给当地居民及其生存环境带来了无尽的灾难。

氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要使用含汞（Hg）的催化剂，这使排放的废水含有大量的汞。

当汞在水中被水生物食用后，会转化成甲基汞（CH3HgCl）。

这种剧毒物质只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命，而当时由于氮的持续生产已使水俣湾的甲基汞含量达到了足以毒死日本全国人口2次都有余的程度。

水俣湾由于常年的工业废水排放而被严重污染了，水俣湾里的鱼虾类也由此被污染了。

这些被污染的鱼虾通过食物链又进入了动物和人类的体内。

甲基汞通过鱼虾进入人体，被肠胃吸收，侵害脑部和身体其他部分。

进入脑部的甲基汞会使脑萎缩，侵害神经细胞，破坏掌握身体平衡的小脑和知觉系统。

据统计，有数十万人食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾。

早在多年前，就屡屡有过关于“不知火海”的鱼、鸟、猫等生物异变的报道，有的地方甚至连猫都绝迹了。

“水俣病”危害了当地人的健康和家庭幸福，使很多人身心受到摧残，经济上受到沉重的打击，甚至家破人亡。

更可悲的是，由于甲基汞污染，水俣湾的鱼虾不能再捕捞食用，当地渔民的生活失去了依赖，很多家庭陷于贫困之中。

“不知火海”失去了生命力，伴随它的是无期的萧索。

日本在二次世界大战后经济复苏，工业飞速发展，但由于当时没有相应的环境保护和公害治理措施，致使工业污染和各种公害病随之泛滥成灾。

除了“水俣病”外，四日市哮喘病、富山“痛痛病”等都是在这一时期出现的。

日本的工业发展虽然使经济获利不菲，但难以挽回的生态环境的破坏和贻害无穷的公害病使日本政府和企业日后为此付出了极其昂贵的治理、治疗和赔偿的代价。

至今为止，因水俣病而提起的旷日持久的法庭诉讼仍然没有完结。

[1]曾惊动了全世界。

污染物来源：1925年，日本氮肥公司在这里建厂，后又开设了合成醋酸厂。

1949年后，这个公司开始生产氯乙烯（C2H5Cl），年产量不断提高，1956年超过6000吨。

与此同时，工厂把没有经过任何处理的废水排放到水俣湾中。

测定方法：为了寻找痛痛病的病因，经历了11年之久。

后来环境分析化学工作者用光谱检查出病区的河水中含有铅、镉、砷等有害元素，继而用元素追踪的手段，分析病区的土壤和粮食,发现铅、镉等含量偏高,以后又进一步对痛痛病患者的尸骨进行光谱定量分析。

骨灰中的锌、铅、镉含量高得惊人。

为了确定致病因子，又以锌、铅、镉分别掺入饲料喂养动物,在动物身上进行元素追踪分析,配合病理解剖，证实了镉对骨质的严重危害性，揭开了痛痛病的病因之谜。

与此类似，日本渔民的水俣病是汞污染引起的这一事实，也是通过对元素的追踪分析确定的。

污染治理:仪器分析在环境污染事件中的作用：现代仪器分析是环境分析化学的重要手段，现代仪器分析为环境分析化学研究无机污染物提供了强有力的工具，被证实是灵敏、可靠、快速的检测方法。

现代仪器分析应用了现代分析化学的各项新理论、新方法、新技术，把光谱学、量子学、富里叶变换、微积分、模糊数学、生物学、电子学、电化学、激光、计算机及软件成功地运用到现代分析的仪器上，研发了原子光谱（原子吸收光谱、原子发射光谱、原子荧光光谱）、分子光谱（UV、IR、MS、NMR、Flu）、色谱（GC、LC）、分光光度法、激光光谱法、拉曼光谱、流动注射分析法、极谱法、离子选择性电板、火焰光度分析等现代分析仪器，计算机的应用则极大地提高了仪器分析能力，因此现代分析仪器灵敏度高，选择性好、检出限低、准确性好，在数据处理和显示分析结果，实现了分析仪器的自动化和样品的连续测定。

环境分析化学动用了现代分析学的几乎所有的测试技术和手段，特别是现代仪器分析，环境分析学已由元素和组分的定性量分析，发展到复杂样品的组成进行价态、状态和结构分析、系统分析，微区和薄层分析。

现代仪器分析可以用少得多的时间，提供又多又好的分析数据，并减少了人为因素，选择性好，检出限低、速度快，适应环境分析的对象的含量低的要求，如环境分析中有害化合物的含量一般都在PPm（10-6）到PPb（10-9）级，甚至PPt（10-12）级水平上，进行痕量和超痕量的分析研究，现代仪器分析已渗透环境科学的各个领域。

环境分析化学的无机分析基本上以分光光度法和原子吸收光谱法为主，其次为电化学分析法、离子色谱法和荧光光度法及等离子体发射光谱法等。

突发污染事故的应急监测技术：1 无机污染物常用的现代仪器分析1.1 原子吸收和原子荧光法火焰原子吸收、氢化物发生原子吸收、石墨炉原子吸收相继发展起来，可测定水中多数痕量、超痕量金属元素。

我国开发的原子荧光仪器可同时测定水中As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te、Pb 八种元素的化合物，用于这些易发生成氢化合物元素的分析具有较高的灵敏度和准确度，且基体干扰少。

我国环境科学工作最近利用中子活化分析技术，X-射线荧光光谱成功破解百年前光绪皇帝死因之迷—As 中毒（测定毛发、骨骼及遗骸周围环境中水和土。

）1.2 等离子体发射光谱（ICP-AES）等离子发射光谱法近年发展很快，已用于清洁水基体成分，废水中金属及底质、生物样品中多元素的同时测定。

其灵敏度、准确度与火焰原子吸收法大体相当，而且效率高，一次进样，可同时测定10～30 个元素。

1.3 等离子发射光谱-质谱法（ICP-MS）ICP-MS 法是以ICP 为离子化源的质谱分析方法，其灵敏度比ICP-AES 法高2～3 个数量级，特别是当测定质量数在100 以上的元素时，其灵敏度更高，检出限更低。

日本已将ICP-MS 法列为测定水中Cr6+、Cu、Pb、Cd 的标准分析方法。

1.4 离子色谱法离子色谱法是分离和测定水中常见阴、阳离子的新技术，方法的选择性和灵敏度均好，一次进样可同时测定多种成分。

用电导检测器和阴离子分离柱可测定F-、CI-、Br-、NO2-、SO32-、SO42-、H2PO4-、NO3-；用阳离子分离柱可测定NH+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等。

用电化学检测器可测定I-、S2-、CN-及某些有机化合物。

1.5 分光光度和流动注射分析技术研究一些高灵敏度、高选择性的显色反应，用于金属离子和非金属离子的分光光度法测定仍然受到重视。

值得注意的是将这些方法与流动注射技术相结合，可将许多化学操作，如蒸馏、萃取，加各种试剂，定容显色和测定融为一体，是一种实验室自动分析技术，且在水质在线自动监测系统中被广泛应用。

具有取样少、精度高、分析速度快节省试剂等优点，可使操作人员从繁锁的体力劳动中解放出来。

例如测水质中NO3-、NO2-、NH4+、F-、CN-、CrO2-4、Ca2+、Ng2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+等均可用流动性注射技术。

检测器不仅可用分光光度法，也可用原子吸收、离子选择性电级、等离子发射光谱、FTIR 等仪器联用，完成自动分析。

2 现代仪器分析在环境无机分析化学方面的应用与发展2.1 现代仪器的分析在元素定性定量分析方面的应用利用无机质谱进行微量元素含量测定，同位素质谱进行同位素丰度比进行精确测定。

离子探针分析仪器是元素质谱的一种，是一种元素分析技术，是分析固体材料中微量元素、痕量元素的有力工具，利用峰位作元素的定性分析，峰强作定量分析，X-射线能谱义则可鉴定固体材料中的元素和元素的价态，核磁共振进行元素的定量分析、分子结构测定、异构体和表面化学研究。

2.2 现代仪器分析在环境监测方法标准化和环境标准参考物质方面的应用分析方法标准化是环境分析监测的基础和中心环节，环境质量评价和环境保护规划的制定和执行，都要以环境分析数据作为科学依据，这就要求有标准的分析方法以保证分析数据的可靠性和准确性。

环境标准物质是经过仔细表征的均匀物质，其物理化学性质及其主体和痕量成份已经用准确可靠的方法进行过测定。

它可以监控测量的准确性，检验分析方法和仪器的可靠性及各个实验室之间的误差，确保分析结果准确无误，从而为治理环境污染和制定环境对策提供可靠的数据。

当今环境监测标准分析方法几乎全部都是以现代仪器分析化学在环境监测分析方法标准化中具体应用与发展：近年来所研制的近百种环境标准参考物质大部分是提供痕量元素的定值数据，这些数据都多是在100 级洁净实验室中得到的。

由于超灵敏分析方法如中子活化、石墨炉原子吸收、同位素稀释质谱、等离子体质谱、色谱-质谱、电分析等的发展，使环境标准物质的定值工作成为现实。

2.3 现代仪器分析在痕量和超痕量污染分析方面应用环境科学研究已向纵深发展，对环境分析提出的新要求之一就是常需检测含量低达10-6—10-8g（超痕量级）的污染物质，以及研究制订出一套能适用于测定存在于大气、水体、土壤、生物体和食品中痕量和超痕量污染物的分析方法。

例如，已测定太平洋中心上空中铅的含量为1ppb，雨中水汞的平均含量为0.2ppb，人体中铀的平均含量为1ppb。

这些成果的取得都是依靠痕量或超痕量分析技术来完成的。

加强对新的高灵敏、选择性好而又快速的痕量和超痕量分析方法和分析技术的研究，特别是对超痕量的“三致”物质的监测分析方法的研究，现代仪器把痕量和超痕量污染分析变成可能，并成功适用环境科学研究和环境监测分析工作中去。

2.4 现代仪器分析在污染物的价态与形态分析研究方面的应用研究污染物的起源、迁移分布、相反应、转移机制、最终归宿和污染效应，制定环境标准，确定治理措施，监测污染状况等，仅测定元素的总量是不够的，既不能反映环境质量的真实面目，也无法确定污染物的毒性效应。