氣相色譜技術(shù)及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

王紅　喬培華

【摘要】近些年來(lái)我國(guó)通過(guò)頒布各種環(huán)境保護(hù)政策與法令來(lái)緩解發(fā)展過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)壓力，提升可持續(xù)發(fā)展的政策穩(wěn)定性。盡管這一舉措取得了一定的成果，也確實(shí)提高了人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，但實(shí)踐證明，僅僅依靠政策進(jìn)行環(huán)境保護(hù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要更高質(zhì)量的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段來(lái)獲得第一手資料與數(shù)據(jù)，從而在根本上實(shí)現(xiàn)環(huán)境的綜合治理，在這個(gè)過(guò)程中，氣相色譜技術(shù)發(fā)揮了十分重要的作用。【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測(cè)；氣相色譜法；應(yīng)用色譜分析指的是根據(jù)物質(zhì)在固定相與流動(dòng)相兩相間的分配系數(shù)不同而進(jìn)行分離和測(cè)定的分析方法。此時(shí)，以氣體作為流動(dòng)相的色譜方法叫做氣相色譜法，以液相作為流動(dòng)相的叫做液相色譜法。其中，氣相色譜分析技術(shù)以滿意的分離效果、較短的分析時(shí)間和簡(jiǎn)便的操作在水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)中得以廣泛應(yīng)用。1、氣相色譜儀原理及流程氣相色譜技術(shù)在應(yīng)用中，一般情況下要求監(jiān)測(cè)樣品為氣體狀態(tài)。主要原因?yàn)闅怏w狀態(tài)下樣品的傳輸率高、通過(guò)量大，對(duì)于監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性有較好的提升。氣相色譜技術(shù)在實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，首先針對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行汽化載入。通過(guò)含樣品成分的氣態(tài)物質(zhì)，快速在測(cè)試設(shè)備中通過(guò)。樣品通過(guò)中監(jiān)測(cè)設(shè)備針對(duì)樣品的各物理屬性，以及化學(xué)屬性進(jìn)行快速的分析判斷。并通過(guò)內(nèi)部測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量圖形描繪，以此為實(shí)驗(yàn)者提供清晰準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試中，濃度較大物質(zhì)最先出現(xiàn)于描繪圖形中。理論分析認(rèn)為各組分在通過(guò)設(shè)備時(shí)，其流動(dòng)相與固定相之間形成相對(duì)平衡的狀態(tài)，但實(shí)際分析各相之間平衡度維持較為困難，并且持續(xù)時(shí)間較為短暫。因此實(shí)際測(cè)試中，需通過(guò)多次測(cè)試進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合判斷。以此增加數(shù)據(jù)測(cè)試的準(zhǔn)確性，并且提升數(shù)據(jù)應(yīng)用的可參考性。2、氣相色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用2.1 有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)有機(jī)污染物表現(xiàn)在農(nóng)田中即為農(nóng)藥使用超標(biāo)，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留在植物體內(nèi)和土壤中，隨后進(jìn)入地表水環(huán)境。其中有代表性的是有機(jī)氯農(nóng)藥（六六六、滴滴涕、七氯等）、有機(jī)磷農(nóng)藥（敵敵畏、樂(lè)果、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷等）。有機(jī)氯農(nóng)藥是一種神經(jīng)毒素，它能夠長(zhǎng)時(shí)間存留在植物體內(nèi)和土壤中，而且非常不容易降解，十分危害環(huán)境。有機(jī)磷農(nóng)藥是一種油狀液體，其不溶于水，溶解于部分植物油和多數(shù)有機(jī)溶劑。有機(jī)磷農(nóng)藥能夠通過(guò)消化道、呼吸道或皮膚和粘膜進(jìn)入動(dòng)物或人體中，對(duì)環(huán)境水體和人體健康產(chǎn)生危害。在監(jiān)測(cè)上述污染物時(shí)，氣相色譜配備的是火焰光度監(jiān)測(cè)器，采用填充有硅烷化硅藻土的硬制玻璃柱作為固定相，柱溫一般設(shè)在170與240°C之間，汽化室溫度設(shè)在200與240°C之間，監(jiān)測(cè)器溫度通常約為230°C，以氮?dú)庾鳛檩d氣，流速設(shè)置在60mL/min左右，以大于99.99%純度的氫氣作為燃燒氣，流速設(shè)為160mL/min。當(dāng)使用配有氫火焰離子化監(jiān)測(cè)器的氣相色譜，并合理設(shè)置監(jiān)測(cè)條件時(shí)，能夠監(jiān)測(cè)環(huán)境水體中的三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、甲苯、硝基苯、苯胺、丙烯酰胺等50多種污染物，它們的監(jiān)測(cè)限分別為0.6μg/L、0.3μg/L、3μg/L、1.2μg/L、10μg/L、0.2μg/L、2μg/L、0.15μg/L。2.2 有毒氣體的監(jiān)測(cè)有毒氣體的監(jiān)測(cè)必須要針對(duì)不同的對(duì)象選擇相應(yīng)的氣相色譜進(jìn)行測(cè)定。比如針對(duì)工作場(chǎng)所的特丁基甲苯進(jìn)行氣相色譜測(cè)定就可以使用10%的OV-275進(jìn)行色譜柱的填充，然后使用毛細(xì)管通用色譜柱的方式進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定過(guò)程中要結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)有關(guān)工作場(chǎng)所空氣毒物監(jiān)測(cè)的研判規(guī)范進(jìn)行。有益類似特丁基甲苯這樣的有毒氣體具有一定的特異性，所以必須要先捕捉到氣體類型后再進(jìn)行針對(duì)性測(cè)量才能夠獲得相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，類似的還有鄰氯苯乙烯以及苯系其他毒物等等。2.3 微量金屬元素的監(jiān)測(cè)在對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，氣相色譜作為一種重要的分析手段，近幾年其在監(jiān)測(cè)水環(huán)境中的微量金屬元素也有所應(yīng)用。現(xiàn)在氣相色譜已經(jīng)能夠用來(lái)對(duì)砸、鈹、銅等元素進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)。砸的測(cè)定原理是在酸性條件下，四價(jià)砸會(huì)與衍生化試劑1，2-鄰苯二胺發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)衍生化試劑的量足夠時(shí)，能夠產(chǎn)生具有揮發(fā)性的化合物，此時(shí)使用有機(jī)溶劑將其萃取出來(lái)，最后通過(guò)配有電子捕獲監(jiān)測(cè)器的氣相色譜儀進(jìn)行含量測(cè)定。2.4 在土壤監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測(cè)中，土壤監(jiān)測(cè)為主要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容之一。當(dāng)前氣相色譜技術(shù)在土壤監(jiān)測(cè)中，主要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的監(jiān)測(cè)應(yīng)用。監(jiān)測(cè)中針對(duì)土壤酸堿性以及農(nóng)藥殘留進(jìn)行監(jiān)測(cè)。我國(guó)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，日常作物種植中對(duì)于農(nóng)藥的應(yīng)用量較大。此類現(xiàn)狀下農(nóng)藥殘留量，使得后期作物在食用中存在較多的危害現(xiàn)象。過(guò)多的農(nóng)藥殘留，對(duì)于人體健康以及生命安全都造成了嚴(yán)重的危害。氣相色譜技術(shù)在監(jiān)測(cè)中，通過(guò)將農(nóng)殘土壤進(jìn)行液化汽化分析，并應(yīng)用火焰光度監(jiān)測(cè)器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此縮短監(jiān)測(cè)周期，提升監(jiān)測(cè)效率確保土壤土質(zhì)農(nóng)藥殘留量的準(zhǔn)確判斷。2.5 在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用當(dāng)前我國(guó)水質(zhì)污染案例較多，水質(zhì)污染的危害性大。因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)也為主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容之一。當(dāng)前在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用主要通過(guò)監(jiān)測(cè)有害物質(zhì)，并且比對(duì)安全值進(jìn)行水質(zhì)污染現(xiàn)狀判斷。常規(guī)監(jiān)測(cè)中，主要的監(jiān)測(cè)對(duì)象為：苯系物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯等）、氯類物質(zhì)。此外對(duì)于礦區(qū)周圍水質(zhì)監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)對(duì)象為各類重金屬在水中的含量。綜上所述，由于氣相色譜法具有操作簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、定量定性準(zhǔn)確等特點(diǎn)，勢(shì)必是實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)。氣象色譜法被廣泛的應(yīng)用于家裝空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)中，對(duì)我國(guó)人口安全與健康也具有十分重要的影響。相信隨著科技的不斷發(fā)展，氣相色譜法也將逐漸由現(xiàn)有的半自動(dòng)化向著全自動(dòng)化發(fā)展，同時(shí)色譜條件也會(huì)得到進(jìn)一步優(yōu)化，這不但可以更好的適應(yīng)日益提升的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)空氣監(jiān)測(cè)事業(yè)的進(jìn)步以及實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型實(shí)驗(yàn)的愿景都具有十分重要的作用。參考文獻(xiàn)：[1]曹海俠. 氣相色譜在食品檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 科技資訊，2016，14（26）：53-54.[2] 褚蕓，張吉君. 氣相色譜法在環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 生物化工，2016，2（04）：78-79.