氣象色譜的升級應(yīng)用

王新昕

摘 要：改革開放以來，我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，推動了我國的科學(xué)事業(yè)不斷前進。氣象色譜技術(shù)在現(xiàn)代儀器分析領(lǐng)域中占有重要地位，在我國很多領(lǐng)域中都發(fā)揮了重要的作用。氣象色譜分析技術(shù)用其獨有的高效，快速的分離特點，成為物理實驗，化學(xué)分析實驗中的重要分析工具。今后，在我國眾多的領(lǐng)域中，氣象色譜分析的應(yīng)用會越來越廣泛，其發(fā)展空間和市場前景都時分廣闊，同時，隨著科技的不斷進步，氣象色譜技術(shù)的準(zhǔn)確度也隨之提高，對我國工業(yè)發(fā)展，企業(yè)科研都有非常重要的作用。文章就氣象色譜的發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用及今后的發(fā)展方向進行簡單的探討，希望對氣象色譜研究工作有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：氣象色譜；發(fā)展；應(yīng)用

進入二十一世紀(jì)，氣象色譜研究技術(shù)的發(fā)展逐漸走向成熟，在技術(shù)發(fā)展上取得了一定的進步，但是氣象色譜的應(yīng)用并沒有更多的創(chuàng)新。隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷完善，企業(yè)發(fā)展和工業(yè)研究都離不開儀器分析，氣象色譜如果可以在技術(shù)上和應(yīng)用上都有相應(yīng)的提高，就可以找到更廣闊的發(fā)展空間。

1 氣象色譜分析簡介

氣象色譜分析的使用已經(jīng)有一個多世紀(jì)的歷史，茨維特1903年發(fā)現(xiàn)色譜，馬丁和辛格在1941年提出了新的關(guān)于色譜分析的理論，1952年，二人因發(fā)明了氣-液色譜獲得當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎。1952年起，世界上首次建立了用氣液色譜法，以氣象色譜分析檢測為代表，在生產(chǎn)和應(yīng)用上已經(jīng)有一定的規(guī)模，而且有了比較豐富的分析經(jīng)驗。其中，氣象色譜分析法因為其分析速度快，分離效能較其他分析儀器較高，選擇性較好等諸多優(yōu)點，被企業(yè)科研和工業(yè)研究廣泛應(yīng)用在環(huán)境污染監(jiān)測，物理分析，藥物檢測，食品農(nóng)藥殘留及工業(yè)產(chǎn)品檢測等諸多領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，氣象色譜技術(shù)也不斷更新，新的儀器，新的檢測方法和數(shù)據(jù)分析法都得到了廣泛的使用。

氣象色譜分析法不僅自身發(fā)展快，同其他科研技術(shù)聯(lián)合使用，是近幾年氣象色譜發(fā)展的主要方向，主要是同質(zhì)譜和光譜聯(lián)合使用，還有化學(xué)和計算機聯(lián)用等等。氣象色譜分析是將復(fù)雜的混合物進行分離的比較有效的工具。但是，氣象色譜不是萬能的，它不能對未知物進行鑒定，而質(zhì)譜和光譜等可以對未知物進行鑒定，但是又要被分析物不能是復(fù)雜的混合物。所以，將氣象色譜同其他分析法一同使用是分析復(fù)雜混合物中未知物部分的有效工具。將氣象色譜分析同其他分析法連用，可以有效免除分析過程中收集冷卻等繁瑣的步驟，這樣不僅可以降低分析時間，同樣可以減少物品的消耗。

2 氣象色譜的普遍應(yīng)用

2.1 石油石化工業(yè)分析應(yīng)用

在石油和石化兩個工業(yè)中，氣象色譜分析技術(shù)的應(yīng)用是最廣泛的，其分析應(yīng)用范圍包括了石油的勘探、加工和是有產(chǎn)品的智聯(lián)檢測等等。氣象色譜分析技術(shù)在石油和石化工業(yè)得到研究人員的普遍歡迎，因為氣象色譜分析突出的分析技術(shù)以及良好的性價比，在目前來看，沒有任何分析技術(shù)可以與之相媲美。

石化研究分析的范圍內(nèi)，氣象色譜分析技術(shù)表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化和自動化的發(fā)展趨勢，符合標(biāo)準(zhǔn)的商品化軟件和氣象色譜分析系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用，這也成為氣象色譜技術(shù)發(fā)展進步的主要標(biāo)志。在今后的發(fā)展中，氣象色譜在石化工業(yè)的應(yīng)用將更加廣泛。

2.2 環(huán)境分析應(yīng)用

氣象色譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用主要有三方面，空氣，水和土壤的監(jiān)測。氣象色譜對空氣分析檢測主要包括空氣中的顆粒物和氣溶膠污染物以及空氣中其他有害氣體進行檢測分析。空氣中的污染物主要是多環(huán)芳烴，酚類和金屬物，氣象色譜對這些有害物質(zhì)可以進行準(zhǔn)確的監(jiān)測分析。對水環(huán)境的檢測，氣象色譜也能起到分析檢測的作用。水污染物中可以包含可溶性氣體，烴類物質(zhì)以及城市中排放的其他有害物質(zhì)。對土質(zhì)檢測，氣象色譜分析可以檢測出礦物質(zhì)，微生物和有害物質(zhì)。其中，有害物質(zhì)有可以測定出腐殖酸，亞硝胺，多氯聯(lián)苯等有害物質(zhì)和重金屬污染。

2.3 農(nóng)藥檢測分析

農(nóng)作物生長過程中需要分撒農(nóng)藥進行一些必要的防護措施，但是，隨著中國加入世貿(mào)組織，我國出口農(nóng)產(chǎn)品以及國內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問題一直困擾著消費者，同時，消費者對食品安全問題越來越關(guān)注，其中，農(nóng)產(chǎn)品用藥殘留問題是主要被關(guān)注問題。農(nóng)產(chǎn)品的生長過程中，需要使用很多除草劑，生長劑，殺蟲劑等多種農(nóng)藥。這些農(nóng)藥停留在農(nóng)產(chǎn)品中，使得農(nóng)產(chǎn)品及一部分的畜牧產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)。所以，氣象色譜對農(nóng)藥殘留檢測非常重要。經(jīng)試驗研究證明，氣象色譜法的檢測準(zhǔn)確率高，精密度比較均勻，可以滿足農(nóng)藥殘留分析檢測的標(biāo)準(zhǔn)。同時，氣象色譜分析的靈敏度較高，分離能力強，易操作，被研究人員廣泛使用。

2.4 食品成分分析

食物是人類必須品，也是維護國家穩(wěn)定繁榮的基礎(chǔ)。食品安全始終是我國乃至全世界最關(guān)注的問題之一。氣象色譜分析檢測不僅可以分析食物中的營養(yǎng)成分，同樣可以分析出食品中的有害成分。及時發(fā)現(xiàn)有害成分，可以最大限度降低食品對消費者的傷害[1]。

3 氣象色譜的升級應(yīng)用

氣相色譜發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為一門非常成熟的分析技術(shù)，但科學(xué)家及相關(guān)企業(yè)對氣相色譜的研究仍然沒有停止。近年來，氣相色譜出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，主要有快速氣相色譜、微型氣相色譜、多維氣相色譜等。

快速氣相色譜就是分析速度更快的氣相色譜法。傳統(tǒng)氣相色譜法的分析速度雖然較快，但對于復(fù)雜成分的分離如石油的模擬蒸餾等，仍需較長的時間。因此，許多色譜工作者致力于研究快速氣相色譜技術(shù)。快速氣相色譜主要通過以下幾種途徑加快分析速度： 使分離度最小化； 提高色譜系統(tǒng)的選擇性； 在保證分離度恒定的條件下縮短分離時間。因此，快速氣相色譜對儀器的要求比普通氣相色譜更高。

快速氣相色譜在分離復(fù)雜混合物如藥物、環(huán)境樣品、石油工業(yè)樣品、環(huán)境分析樣品等有十分重要的作用。氣相色譜儀雖然具有強大的分析能力，但由于體積大、功耗高等原因，在野外分析或航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。氣相色譜微型化有兩種思路： 一是將常規(guī)儀器按比例小型化，做成便攜式氣相色譜儀； 二是用高科技制造技術(shù)實現(xiàn)元件的微型化，如將檢測器、進樣口和色譜柱微刻在硅片上，做成類似于集成電路的儀器。此外，微型氣相色譜儀還能應(yīng)用于有毒氣體的快速分析，煙氣中乙醛的現(xiàn)場測定，未知廢物的監(jiān)測等。近年來，隨著技術(shù)的改進以及研究人員的增加，微型氣相色譜技術(shù)的發(fā)展很快，前景很好。

傳統(tǒng)一維氣相色譜使用一根色譜柱，雖然分離能力較強，但對一些成分非常復(fù)雜的混合物還是難以實現(xiàn)有效的分離。因此，使用多根色譜柱共同分離混合物的多維氣相色譜技術(shù)得到廣泛關(guān)注。理論上，多維分離技術(shù)可以從二維到六維，但目前實際研究和應(yīng)用的多為二維分離技術(shù)。二維氣相色譜分為兩種，一種是部分二維氣相色譜，也就是我們通常說的二維氣相色譜，它是將第一根色譜柱上分離后的有關(guān)餾分以中心切割法轉(zhuǎn)至第二根色譜柱上進行再分離。另一種是全二維氣相色譜，它是把分離機理不同而又互相獨立的兩支色譜柱以串聯(lián)方式結(jié)合成二維氣相色譜[2]。

4 結(jié)束語

氣象色譜分析技術(shù)具有分析速度快，準(zhǔn)確度高等許多優(yōu)點，在我國眾多產(chǎn)品生產(chǎn)和研發(fā)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，同時，應(yīng)用范圍波及到人們的日常生活，和人們的生活息息相關(guān)。未來的氣象色譜技術(shù)主要朝向儀器縮小，更加簡單精密，同時具備高性能的方向發(fā)展，普遍提高氣象色譜的方便快捷性，靈敏準(zhǔn)確性。這樣，氣象色譜技術(shù)的應(yīng)用以及同其他分析技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用都會得到更廣泛的發(fā)展。

參考文獻

[1]李洋.氣相色譜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2010.

[2]曹環(huán)禮.氣相色譜技術(shù)的研究進展及其應(yīng)用[J].廣東化工，2009.