是环境科学和环境保护的重要基础学科。环境分析化学的研究领域非常广泛，包括大气圈、水圈、土壤－岩石圈和生物圈内污染物质的分布、循环、形态、反应和归宿，在控制与治理环境污染、评价环境质量、探索环境因素与人体健康关系等方面，以及在方法学方面起着重要作用。而在追踪和调查污染源，弄清污染物种类、数量及其化学形态，研究其毒性、降解、迁移和转化规律，预测预报其毒性危害程度以及资源环境的破坏、管理和修复等诸多方面，环境分析化学的作用不可替代。

第二次世界大战以后至20世纪60年代，发达国家经济从恢复逐步走向高速发展。由于只注意经济发展而忽视了环境保护，污染环境和危害人体健康的事件接连发生，促使人们开展研究，寻找污染控制途径。60年代初由于有机氯农药污染的发现，已经开始农药环境残留行为的研究。经过70年代以前的孕育、形成阶段，80年代以后环境化学和环境分析化学得到了很大发展。通过近几十年的努力，应用现代分析科学中各项新理论、新方法、新技术，引进近代化学、物理学、数学、生物学、地学和其他学科的最新成就，环境化学和环境分析化学与现代生物化学、生命科学、医学等学科相互渗透，彼此交叉，互为影响，成为这些学科解决复杂环境问题的有效手段，环境分析化学本身也逐步发展成为一门独立的学科。

美国化学会曾在《化学中的机会》和《化学中的机会——今天和明天》中提出过环境化学必须回答的几个问题：潜在有害物质在环境介质中的存在量与存在形式；这些潜在有害物质的来源，它们在某一环境介质中及不同环境介质之间的环境化学行为；这些潜在有害物质对环境与生态系统和人体健康产生效应的途径、机制与风险；缓解或消除这些有害物质已造成的影响或防止它们可能造成影响的方法和途径。上述问题正是环境化学研究的主要内容。而这些内容都与环境分析化学有着密切的关系。20世纪50年代日本的公害事件——水俣病和痛痛病，曾经惊动了世界。为了寻找痛痛病的病因，经历长达11年的艰苦探索，环境分析化学工作者应用光谱法检测出患区的河水中含有超标的铅、镉、砷等有害元素，继而用元素追踪的手段，分析患区的土壤和粮食，发现铅、镉的含量偏高，以后又进一步对痛痛病患者的骨骼进行光谱定量分析，发现骨骼中锌、铅、镉的含量高得惊人。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的追踪分析，配合病理解剖，最后证实了镉对骨质的严重危害，揭开了食用“镉米”是痛痛病的病因之谜。与此类似，日本渔民的水俣病是由于甲基汞污染引起这一事实，也是环境分析工作者通过对元素的追踪分析而确定的。没有环境分析化学特别是方法学研究方面的突破，要弄清越来越复杂的污染机制是不可能的。国际上环境化学研究的热点如低剂量、长周期暴露的化学污染物对内分泌系统的干扰作用，快速筛选环境类激素的方法等，也依赖于环境分析化学的发展。从环境污染物的检测、污染物形态的确定、污染源的判断、环境事故的鉴别，到区域、国家乃至全球性环境问题的认识与解决，无不如此。

环境分析化学不同于一般的环境监测，它本身具有学科的前沿性与超前性，其研究结果可以在环境监测中得到应用，逐步成为环境监测中的标准方法或规范方法。所谓前沿性主要是立足于国际前沿，重点解决研究环境污染问题的方法学问题，为复杂环境污染问题的研究提供解决问题的科学的实验方法。由于中国环境科学研究的局限性，许多国际上的热点领域，并不一定是中国所急需解决的影响全局的工作。但随着中国经济的发展，人们对生活质量要求的提高和公众环境意识的提高，这些问题迟早会被人们所关注，这正是环境分析化学在方法学研究上超前一步的意义。另外，从应用角度来看，环境分析化学研究的新成果，可以为国家的环境监测提供技术储备，为突发性环境污染灾害成因的快速判断提供技术支持。现代环境分析化学已不同于早期的环境分析，也有别于一般的基础分析化学。它的研究对象包括大气、水体、土壤、固体废物和生物体等，基体异常复杂，内容十分广泛；所分析的化学物质种类繁多，且形态各异，其中有些分析项目仍属世界前沿课题；环境中的化学物质不仅多变，且常常相互作用，在各环境介质中不断发生迁移转化，使得环境分析面对的是一个不稳定的动态系统；进入环境的许多组分，其含量往往多在痕量或超痕量水平，早期的环境分析和一般意义上的定量分析已完全不能解决这些复杂的环境问题。这些特点的存在，使得现代环境分析化学开拓和应用了许多先进的样品预处理技术和尖端的分析测试技术，并由此推动了分析化学的发展。

现代环境分析化学具有新颖、交叉学科的特点。这其中主要是研究适用于环境痕量污染物分离富集和分析测定的新型仪器，特别是自动化仪器；研究新型的分析方法，特别是快速、简便的环境样品预处理技术和准确、可靠、灵敏、选择性强的分析测试方法；研究制定环境污染物的标准分析方法和研制环境标准物质。此外，对环境污染物的环境行为、归宿、生态效应、污染生态环境修复等的研究，环境质量评价、环境管理等环境保护工作，以及废弃物减量化、资源化、清洁生产等都离不开现代环境分析化学。

从环境分析化学的发展过程和最新研究动态的分析说明，环境分析化学几乎涉及所有现代分析测试的最新技术，已经发展为内容浩繁、化学和环境科学基础理论及相关实验技术水平较深的一门交叉性学科。环境分析化学对人类的生存和发展正起着日益重要的、不可替代的作用。

研究对象的广泛性。现代环境分析化学研究对象相当复杂，包括大气、水体、土壤、底泥、矿物、废渣，以及植物、动物、食品、人体组织等；测定组分包括无机污染物和有机污染物。分析对象不再局限于有毒重金属和有毒有机污染物，而是扩展到活泼中间体、自由基、藻毒素、内分泌干扰物、生物标志物、沙尘暴颗粒物等的分析，更重要的是研究有毒化合物对人体健康影响的环境化学过程和毒理学过程。

现代环境分析化学已由元素和组分的定性、定量分析，发展到对复杂对象的组分进行价态分析、状态分析、结构分析、系统分析，同系物分析、微区和薄层分析等，甚至发展到三维空间扫描分析和时间分辨数据。如二􀅁英有210种同系物，为了解决类似的复杂任务，环境分析化学动用了现代分析化学的几乎所有的测试技术和手段。

现代环境分析化学所测定的污染组分含量极低，特别是POPs和环境激素等在环境、野生动植物和人体组织中的含量极微，其绝对含量往往在10^-6～10^-12克水平。如二􀅁英在环境中的含量一般为10^-12～10^-15克水平，WHO规定食品中PCDD/Fs测定方法的检出限以脂肪计低于1皮克/克（甚至达飞克/克量级），一般不到其他污染物含量的1/1000。必须用超高灵敏度的分析设备和良好的净化技术及特异性的分离手段才能满足分析要求。这被认为是现代环境分析化学领域的一大难点。

污染物的排放种类和浓度往往随时间和空间而变化。随着气象、水文条件的改变，会造成同一污染物在同一地点的污染浓度相差高达数十倍甚至数百倍。加之环境是一个多组分和多变的开放体系，形形色色的污染物质进入环境后可能因相互作用或外界影响而经历溶解、吸附、沉淀、氧化、还原、光解、水解、生物降解等变化，因此环境样品变化大、研究组分稳定性差。

环境污染物的特点决定了现代环境分析化学分析的对象发生了战略转移，已经从过去的成分分析，发展到了趋向于从微观和亚微观结构层次上去寻找物质的功能与结构之间的内在关系，寻找物质分子间相互作用的微观反应规律，同时，要进行快速、准确的定性、定量和形态分析。这种分析对象的战略转移是现代环境分析化学的第一个特点。第二，分析的难度明显增大，集中反映在3个方面：痕量有机污染物的分析、复杂体系的分析和动态分析测定。第三，分析测试技术涉及的专业面越来越广，综合性越来越强。获得信息是解决分析测试问题的首要前提，信息获得就成了分析测试的重要基础。而现代科学仪器是信息的源头，它包含许多基础科学和应用学科方面的内容，包含许多边缘科学、交叉学科、实验技能知识。现代环境分析化学必须依赖于现代科学仪器，分析手段包括化学、物理、生物等一切可以表征组分的方法。

环境分析化学发展的显著性标志有如下几个方面：①检测能力不断提高，新技术新思想的应用，强分析光源如激光、等离子体、同步辐射和廉价高性能光源的开发等使得检测灵敏度越来越高，微量分析自20世纪70年代以来差不多每十年灵敏度提高1个数量级，污染物的超痕量分析已达飞克级（10^-15克）。②分析速度不断加快，智能化计算机和高速电子器件与检测器的使用使得环境监测的周期大大缩短。③选择性不断提高，高效分离手段如毛细管电泳、多柱切换、多维分离技术的应用，各种化学和生物选择性传感器的使用以及各种消除干扰手段的发展等，使得在复杂基体中直接进行污染物选择性测定成为可能。

现代环境分析化学的发展趋势是：由单一的实验室分析转向实验室分析与现场/应急快速分析、连续自动分析、原位（in-situ）分析、在体（in-vivo）分析、实时（real time）分析相结合；由单纯的点采样分析转向与线采样分析、面采样分析、空中遥感监测分析相结合；由单机独立分析转向与多种技术联机分析相结合；在分析水平上，将向痕量、超痕量分析发展；分析目标将以有毒有害有机污染物合主；由单纯的浓度信息转向污染物形态、生态风险、环境安全信息相结合。

这是环境分析的基础和中心环节。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依据，因而需要研究制定一整套的标准分析方法，以保证分析数据的可靠性和准确性，并为建立早期预警体系和长期预警体系提供技术支持。

现代环境分析化学逐渐由经典的化学分析过渡到仪器分析，由手工操作过渡到连续自动化的操作。已有每小时可连续测定数十个样品的自动分析仪器，并已正式定为标准分析方法。特别是流动分析技术，分析速度可高达每小时200个样，试剂和样品的消耗量少，仪器结构简单，是发展较快的方法之一。

在环境分析化学中应用电子计算机，极大地提高了分析能力、数据处理能力和研究水平。在提高分析的精密度和灵敏度方面，计算机尤其具有重要的作用，如通过计算机进行采样测量信号多次叠加、本底扣除、单离子检测、质量色谱等工作均取得了很大的进展。利用傅里叶变换在计算机上进行计算，既可提高分析的灵敏度和准确度，又可使核磁共振仪测得¹³C信号，使有机骨架结构的测定成为可能，为从分子水平研究环境污染物引起的生态学和生理机制的有关问题开拓了前景。

采用计算机对大量分析数据（也包括分布调查、迁移、转化归宿规律、危险性评价等）进行统计性的处理，不但可以了解各种规律，而且可以求得各种污染物之间或和其他各种因素之间的相关性，用于寻找、识别污染源，直至探讨定量构效关系（quantitative structure activity relationship; QSAR）。

20世纪80年代以来，借助分析仪器的进步，环境分析化学发展十分活跃。在分析手段上，无机分析主要使用分光光度法、原子吸收光谱法、电化学分析法、离子色谱法、气相色谱法、荧光光度法、等离子发射光谱法、等离子质谱等；有机分析主要使用气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱－质谱联用、薄层色谱法、毛细管电泳、超临界色谱等。高效分离手段如毛细管电泳、多柱切换、多维分离技术的应用，各种化学和生物选择性传感器的使用以及各种消除干扰手段的发展等，使得在复杂基体中直接进行污染物选择性测定成为可能。多种方法和仪器的联用可以有效地发挥各种技术的特长，解决一些复杂的难题。例如，色谱-质谱联用，能快速测定各种挥发性有机污染物。在环境分析中还常采用火花源质谱-电子计算机联用、气相色谱-微波等离子体发射光谱联用、色谱-红外光谱联用、色谱-原子吸收光谱联用、发射光谱-等离子体源联用，以及质谱-离子显微镜组合而成的直接成像离子分析仪等。由于仪器的自动化和智能化水平的提高，多台仪器联网已推广应用，虚拟仪器、三维多媒体等新技术开始实用化，运用网络化测试系统是今后分析技术发展的必然。

强分析光源如激光、等离子体、同步辐射和高性能光源的开发使检测灵敏度越来越高。利用激光作为环境分析化学的光源已发展形成了吸收光谱、拉曼光谱、原子和分子荧光光谱、激光光声光谱、高分辨率光谱、激光雷达及其他激光光谱技术。如在气溶胶的化学表征分析中采用激光微探针质谱（LAMMA）、质子弹性散射（DES）、激光吸收光谱（LAS）、扫描质子微探针（SPM）、自动化电子束分析法等，用拉曼光谱技术测定气溶胶中复合阳离子等。激光技术的特点是分辨率高、灵敏度高、距离长、时间短。随着激光基础理论研究的进一步发展，激光技术必将进一步改变环境分析化学的面貌。

环境科学研究向纵深发展，对环境分析化学提出的新要求之一就是常需检测含量低达10^-9～10^-12克的污染物，以及研究制订出一套能适用于测定存在于大气、水体、土壤、生物体和食品中的痕量和超痕量的污染物，特别是超痕量有机污染物的分析方法。加强对分离富集新技术和与之配套的超灵敏度、高选择性分析方法的研究，成为现代环境分析化学的发展方向之一。

研究污染物的起源、迁移分布、相互反应、转化机制、最终归宿和污染效应以及制定环境标准、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，还必须测定污染物的形态和结构，这样才能反映污染物作用于环境的真实情况。因此，探索污染物的形态分析方法是环境分析化学发展的重要方向。

大力发展集采样、样品处理、自动检测分析和结果输出于一体的流程分析系统，发展现场和实时的研究手段。仪器的研制和生产趋向智能化、微型化、集成化和芯片化。利用现代微制造技术（光、机、电）、纳米技术、计算机理论、仿生学原理、新材料等高新技术发展新式的科学仪器已成主流，如微型全化学分析系统、微型实验室、生物芯片、芯片实验室等。

常规的环境分析有时对大批复杂样品不能及时迅速报出结果，在这方面某些生物检测方法却能起到很好的作用。免疫试验就是一个突出的例子，在环境方面的应用取得很大的成就，并已在区域性环境质量评价中得到应用。建立适合中国国情的环境现状快速扫描式生物检测技术体系，建立与环境污染相关的生物毒性试验，以及生物标志物的鉴别与试验技术方法体系，已成为现代环境分析化学领域迫在眉睫的科研重点之一。