氣相色譜法在大氣污染監測的應用

摘要：大氣污染是我國生態環境污染中一個突出的問題，大氣污染包括溫室效應和霧霾等，大氣污染不僅會對人們的身體健康造成危害，還會對全人類的生存和持續發展造成嚴重威脅，近年來我國對大氣污染監測的重視程度不斷增強，氣相色譜法是目前一種技術先進和效果顯著的檢測方法，氣相色譜法是一種新型的檢測技術，具備快捷、準確、高效、精度高等優勢，本文對氣相色譜法原理進行介紹，對氣相色譜法在大氣污染監測中的應用情況進行分析研究，為大氣污染監測工作提供參考。

關鍵詞：氣相色譜法;大氣污染監測;應用

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.050

Abstract：Air pollution is a prominent problem in Chinas ecological environment pollution.Air pollution includes greenhouse effect and haze.Air pollution not only harms peoples health，but also poses a serious threat to the survival and sustainable development of all mankind.In recent years，Chinas emphasis on air pollution monitoring has been increasing.Gas chromatography is a technologically advanced and effective detection method. Gas chromatography is a new type of detection technology with fast，accurate，efficient and high precision.Advantages，this paper introduces the principle of gas chromatography，analyzes the application of gas chromatography in air pollution monitoring， and provides reference for air pollution monitoring.

Keywords：Gas chromatography;Air pollution monitoring;Application

1 氣相色譜法概述

1.1 色譜技術

色譜技術屬于物理分離技術的一種，亦被人們叫做層析技術，色譜技術依靠各種物質在各種相態中的選擇性分配原理，以流動相對固定相中的混合物進行洗脫，待檢測混合物中各類物質成分會按照不同速度從固定相中流過，最后實現對混合物中各類物質成分的分離。利用色譜技術對物質進行分離時，因為混合物質中不同成分的流動性能存在差別，把狀態不動的部分定義為固定相，把流過固定相的流體混合物質定義為流動相，在待分析物質隨流動相通過固定相時，待檢測物質和流動相物質之間會進行反應，因為待檢測物質和流動相混合物質的物質成分及性質比較復雜，不同物質成分和流動相混合物之間發生的反應也不同，在相同的實驗條件下，待檢測物質中的不同物質成分必然會在固定相和流動相中呈現不同的反應現象及停留時間，待檢測物質在通過固定相的時候會呈現不同的次序，根據該原理就可以達到將混合物中不同的物質組成進行分離和檢測的目的，這便是色譜技術的分離和分析原理，依據物質的不同分離機制可以分為吸附色譜、離子交換色譜、分配色譜等。

1.2 氣相色譜法的原理

氣相色譜法是以氣體為移動相的色譜法，氣相色譜法按照固定相種類主要分為氣液色譜法和氣固色譜法，選擇氣體作為流動相是由于氣體的粘度很小，在色譜柱中流動過程中形成的阻力較小，加之氣體具有相當大的擴散系數，這些因素為物質組分在兩相之間進行高效傳遞提供了良好條件，以此原理達到將氣體混合物進行高效、精確分離的效果[2]。在運用氣相色譜法進行大氣污染監測的工作過程中，采集和承載氣體可以使用壓力氣體容器，再依據檢測的實驗條件對氣體壓力做相應調節，讓檢測氣體試樣與液體混合物經過余熱盤旋管和檢測器滲比池流入各種色譜柱里，當氣體試樣通過導熱池流入大氣的時候對待檢測氣體進行分離并檢測，一般情況下，沸點小于300℃的氣體分離和分析中都采用氣相色譜法進行。

2 氣相色譜法在大氣污染監測中的應用

2.1 熱不穩定化合物檢測應用

熱不穩定化合物是大氣污染中的一部分，熱不穩定化合物主要包含有機酸、肼以及偏二甲肼等，這些熱不穩定化合物可以采用氣相色譜法進行檢測。然而這些熱不穩定化合物自身的揮發性很弱，無法直接利用氣相色譜法進行檢測，必須首先將這些熱不穩定物質進行衍生化處理，處理后這些物質會轉變成為發揮性強且熱穩定性高的物質，再采用氣相色譜法進行檢測。在實際檢測大氣中熱不穩定化合物的過程中，通常采用XAD-2樹脂用作吸附劑，以氧化銀用作催化劑，以芐基溴用作酯化劑，大氣中的熱不穩定化合物經過這樣處理后的衍生率可以達到大約98%，再利用氣相色譜法進行檢測，熱不穩定化合物檢出精度可以達到低于10μg/L，檢出的精度滿足有關標準的規定。此外，可以采用在SG-2固體吸附劑的表面涂抹硫酸的方式達到更好收集大氣中熱不穩定化合物的目的，然后經過水洗獲得檢測樣本，加入糖醛與所收集樣本中的不穩定物質發生衍生化反應，最后采用氣相色譜法對衍生化反應處理后的樣品進行檢測。

2.2 有機污染物和氧化碳物質檢測中的應用

有機污染物和氧化碳物質是目前大氣污染中的重要組成，如果大氣中的有機污染物和氧化碳物質濃度超標，會對人體造成危害并導致區域氣溫升高，氣相色譜法適用于大氣中有機污染物和氧化碳物質的檢測，在使用氣相色譜法進行檢測時，根據有機污染物和氧化碳物質的特性，利用氫火焰離子化檢測器或檢測設備可以實現對有機污染物和氧化碳物質的檢測，該檢測器在實際運用過程中，具備比較寬的線性范圍，可以和大氣中的有機污染物和氧化碳物質快速進行反應，達到對污染物檢測的目的。因此，該檢測器具有良好的精確度和穩定性。該檢測方法在檢測大氣中有機污染物和氧化碳物質應用燃燒的原理，污染物質在燃燒時氫火焰中不同元素會產生特性光譜，再利用光電倍增器對光譜放大并測量，最后確定濾光器中有機污染物的類別，該檢測方法能夠用于大氣中有機污染物和氧化碳物質的監測，由于不同有機物質燃燒時具有特異性光譜的，可以有效避免其他因素造成的干擾，檢測的精度能夠達到有關標準。

2.3 有毒物質檢測中的應用

我國在經濟建設和社會發展的同時，大量的工業廢氣和汽車尾氣排入大氣中，這些廢氣和尾氣中含有大量的有毒物質成分，這些有毒物質主要包括一氧化碳以及氧化氮等有毒物質，此類有毒物質普遍具有揮發性比較強和沸點比較低的特點，如果不對這些有毒物質采取有效措施進行處理，就會擴散進入大氣環境中，對大氣造成嚴重污染，最終對人體健康構成嚴重危害。氣相色譜法對這些有毒物質成分的分離檢測靈敏度高，檢測精度和效率也很高，并且在檢測的時候不會受到某些不確定因素的影響，能夠使得檢測結果的準確性得到很好的保證，從而為大氣污染監測和環境保護提供充分保障。

2.4 汽車尾氣中光化學產物檢測應用

我國目前汽車擁有非常大，汽車尾氣對大氣造成的污染在大氣污染總量中占據很大比例。汽車尾氣中的光化學化合物是重要的污染源，汽車尾氣中的光化學化合物屬于電負性化合物，氣相色譜法在汽車尾氣的監測方面比較適用。實際檢測中主要憑借電子捕獲檢測器進行監測，電子捕獲檢測器在金屬有機化合物的檢測方面具有很強的適用性，例如采用電子捕獲檢測器能夠把含有機氯的農藥和DDT完全監測出來，電子捕獲器鑒定器又有很強的選擇性和精確度，由于汽車尾氣中的光化學化合物自身具備相當高的電負性，這些電負性化合物吸收電子的能力很強，因而電子捕獲檢測器對此類污染物的監測精度很高。例如對汽車尾氣中的有機氯化合物進行檢測時，有機氯具有很強的毒性，如果直接使用氫火焰離子化檢測器來檢測的話會違反衛生監測規范，此時就可以利用電子捕獲檢測器來輔助氣相色譜法進行檢測，可以保證汽車尾氣中有機氟化合物的檢測精度。

3 結語

隨著大氣污染問題變得日益嚴重和復雜，大氣污染監測工作面臨巨大挑戰，氣相色譜法作為一種高效、快捷和準確的大氣污染監測技術，在大氣污染監測中有著非常廣闊的應用前景，未來將在大氣污染監測工作中占據無可替代的地位。政府和相關大氣污染監測部門應重視對該技術的應用和研究投入，充分發揮氣相色譜技術在大氣污染監測中的優勢，更好地為大氣污染監測和環境污染防治總體工作提供服務。

參考文獻

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收稿日期：2019-02-18

作者簡介：岳建偉（1982-），男，漢族，碩士，工程師，研究方向為環境監測、環境保護。