氣相色譜法在環(huán)境保護(hù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

倪佳樂(lè)

摘 要：環(huán)境污染問(wèn)題在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展等背景下日益嚴(yán)重，所以為了維護(hù)生態(tài)，保障生活環(huán)境質(zhì)量，需要通過(guò)相應(yīng)方法對(duì)各種環(huán)境污染進(jìn)行檢測(cè)，了解環(huán)境中各類污染物質(zhì)的含量，結(jié)合結(jié)果才能采用針對(duì)性的方法進(jìn)行處理，而大多數(shù)環(huán)境檢測(cè)方法都具有局限性，即只能對(duì)少量污染物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，所以存在缺陷，而氣相色譜法通用性較強(qiáng)，可以對(duì)多種污染物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，且適用于不同的檢測(cè)條件當(dāng)中，因此有必要對(duì)氣相色譜法的應(yīng)用進(jìn)行研究，具有技術(shù)推廣意義。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法;環(huán)境;保護(hù);監(jiān)測(cè)

1氣相色譜法的基本原理概述

1.1目前國(guó)內(nèi)氣相色譜法的技術(shù)原理

氣相色譜法又被稱為層析法，其分離的基本原理是利用物理的技術(shù)方法對(duì)混合物進(jìn)行分離，讓之間的固定相和流動(dòng)相相互分離。固定相和流動(dòng)相如字面所表述的含義一樣，固定相是靜態(tài)的，流動(dòng)相則是推動(dòng)混合物流過(guò)固定相的液體。當(dāng)液體推動(dòng)混合物流過(guò)固定相的時(shí)候，混合物會(huì)和固定相發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)然這些反應(yīng)并不是一成不變的，其中也會(huì)出現(xiàn)不同的效果差異，原因是當(dāng)中流動(dòng)的混合物在經(jīng)過(guò)固定相的時(shí)候，由于其內(nèi)部材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，就會(huì)導(dǎo)致上述現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2氣相色譜法在國(guó)內(nèi)目前的結(jié)構(gòu)機(jī)理

隨著國(guó)內(nèi)科技的發(fā)展，氣相色譜法在國(guó)內(nèi)的分離過(guò)程已經(jīng)轉(zhuǎn)化為氣體作為流動(dòng)相的處理基礎(chǔ)。之所以會(huì)發(fā)展為氣體作為基本的流動(dòng)相是因?yàn)闅怏w的粘度和其他的物質(zhì)相比要小，在分離混合物質(zhì)的時(shí)候受到的阻力也會(huì)變小，并且氣體是會(huì)揮發(fā)的物質(zhì)，所以其擴(kuò)散的系數(shù)和其他物質(zhì)相比較范圍就更大，在進(jìn)行兩相之間的物質(zhì)傳遞的時(shí)候，氣體的速度就較快，對(duì)于氣體在氣相色譜法中的應(yīng)用能在一定程度上推進(jìn)氣相色譜法的發(fā)展，也能提高其工作的效率和準(zhǔn)確性。目前，在國(guó)內(nèi)社會(huì)上已經(jīng)開(kāi)始引用氣相色譜法對(duì)沸點(diǎn)在500°C以下的多種成分進(jìn)行最基本的分離工序。在實(shí)際的操作中可以通過(guò)對(duì)氣壓的調(diào)節(jié)，使得高壓氣體容器能通過(guò)預(yù)熱盤(pán)旋管道和檢測(cè)器的參比池，給柱子內(nèi)提供需要的載氣。在柱子處也設(shè)計(jì)了相關(guān)的分類裝置，對(duì)液體和氣體做了一個(gè)簡(jiǎn)單的分類。

2探討氣相色譜法在環(huán)境保護(hù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

2.1有機(jī)化學(xué)污染物檢測(cè)

有機(jī)化學(xué)污染物泛指農(nóng)藥污染現(xiàn)象，即在農(nóng)作環(huán)境當(dāng)中，因?yàn)轭l繁的噴灑農(nóng)藥，導(dǎo)致農(nóng)藥中的氯、磷物質(zhì)混入空氣中引起農(nóng)藥超標(biāo)污染。針對(duì)這一點(diǎn)，在氣相色譜法檢測(cè)當(dāng)中，需要配置火焰光度檢測(cè)器、硬制玻璃柱進(jìn)行檢測(cè)，其中玻璃柱的長(zhǎng)度、內(nèi)徑建議為2m、4mm，隨后在玻璃柱內(nèi)摻入硅烷化硅藻土，同時(shí)對(duì)玻璃柱進(jìn)行加溫，保持溫度在170～240℃左右;對(duì)汽化室溫度進(jìn)行控制，保持在200～240℃左右;對(duì)檢測(cè)器溫度進(jìn)行控制，保持在230℃左右。在這一條件下，采用氮?dú)庾鳛檩d氣，以流速60ml/min將試樣送入色譜，同時(shí)要對(duì)純度大于99.99%的氫氣進(jìn)行燃燒，將其流速控制在160mL/min左右，同樣送入色譜。通過(guò)上述氣相色譜檢測(cè)，可以采用氫火焰離子化檢測(cè)器中的氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)，可以檢測(cè)出水樣中的三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、甲苯、硝基苯、苯胺和丙烯酰胺等物質(zhì)，具體數(shù)量約在50余種。

2.2微量金屬元素檢測(cè)

綜上可見(jiàn)，氣相色譜法對(duì)于有機(jī)物污染檢測(cè)具有良好的應(yīng)用能效，所以在不斷的應(yīng)用當(dāng)中，人們發(fā)現(xiàn)其不但可以對(duì)水樣進(jìn)行檢測(cè)，其還能對(duì)土樣進(jìn)行檢測(cè)，即土樣當(dāng)中常存在微量金屬元素，該元素同樣屬于有機(jī)物，易造成重金屬污染。具體來(lái)說(shuō)，氣相色譜法在微量金屬元素檢測(cè)當(dāng)中并不常見(jiàn)，目前主要用于硒等元素檢測(cè)，但檢測(cè)結(jié)果都十分準(zhǔn)確。檢測(cè)方法上，針對(duì)硒元素首先配置酸性液體環(huán)境，采用1，2-鄰苯二胺、衍生物，將其與四價(jià)硒接觸后進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)通過(guò)OPD試劑生成具有揮發(fā)性的物質(zhì)，再利用有機(jī)溶劑將萃提純?yōu)楸奖蚧衔铮罱K采用帶電子捕獲檢測(cè)器得到硒元素含量。

2.3大氣環(huán)境檢測(cè)

2.3.1熱不穩(wěn)定化合物檢測(cè)應(yīng)用

大氣污染中，熱不穩(wěn)定化合物是其中較多的一部分組成內(nèi)容寧，熱不穩(wěn)定化合物包含的物質(zhì)主要是有機(jī)酸、肼以、偏二甲肼等。利用氣相色譜法可以檢測(cè)這些熱不穩(wěn)定化合物。不過(guò)這些熱不穩(wěn)定化合物揮發(fā)性相對(duì)較弱，難以直接使用氣相色譜法完成檢測(cè)工作，應(yīng)當(dāng)首先把熱不穩(wěn)定物質(zhì)實(shí)現(xiàn)衍生化處理，然后物質(zhì)會(huì)發(fā)揮性較強(qiáng)并且熱穩(wěn)定性也相對(duì)較高，然后通過(guò)氣相色譜法檢測(cè)其存在量。在檢測(cè)大氣環(huán)境熱不穩(wěn)定化合物存在情況中，常常使用XAD-2樹(shù)脂作為吸附劑使用，催化劑常常采用氧化銀用，酯化劑通常使用芐基溴用。經(jīng)過(guò)這樣處理后的大氣中的熱不穩(wěn)定化合物，其衍生率能夠大約達(dá)到98%，之后使用氣相色譜儀檢測(cè)，可以將精度控制到10μg/L，結(jié)果精度和國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定符合。同時(shí)，能夠在SG-2固體吸附劑表面涂抹硫酸，然后收集大氣環(huán)境當(dāng)中存在的熱不穩(wěn)定化合物，之后經(jīng)過(guò)水洗得到檢測(cè)樣本，然后加入到糖醛，樣本中不穩(wěn)定物質(zhì)和糖醛出現(xiàn)衍生化反應(yīng)，最后利用氣相色譜儀對(duì)處理后的結(jié)果實(shí)施精確地檢測(cè)。

2.3.2環(huán)境空氣中的苯系物的應(yīng)用

我國(guó)的有些城市比如上海，非甲烷總烴中的芳香烴含量占優(yōu)勢(shì)。作為揮發(fā)性有機(jī)物的代表性物質(zhì)，苯系物的毒性較強(qiáng)。苯是強(qiáng)致癌性的物質(zhì)，可以經(jīng)由呼吸道、消化道以及皮膚而進(jìn)入人體，并且與白血病的形成有著較大的關(guān)聯(lián)，對(duì)于人體有著極大的危害;甲苯、二甲苯對(duì)人的血液系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒害也比較大; 苯乙烯、乙苯等其它苯系物對(duì)人體也存在較大的危害。在氣相色譜法檢測(cè)當(dāng)中，需要配置具氫焰離子化檢測(cè)器、30m*0.32mm*0.5um的FFAP毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行檢測(cè)。采用氮?dú)庾鳛檩d氣，控制流速為1.5ml/min，氫氣流量控制為40ml/min，柱溫條件為70℃保持3.5min后以20℃/min的速度程序升溫，升至150℃保持3min。進(jìn)樣口的溫度保持在230℃;對(duì)檢測(cè)器溫度進(jìn)行控制，保持在250℃。通過(guò)上述氣相色譜檢測(cè)，可將苯系物中的苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯以及苯乙烯完全分離后同時(shí)檢測(cè)。

2.4有毒物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

近些年我國(guó)工業(yè)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)方面得到飛快發(fā)展，大氣環(huán)境只能夠的汽車尾氣、工業(yè)廢氣等也越來(lái)越多，其中含有很多一氧化碳、氧化氮等有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)有著較強(qiáng)的揮發(fā)性和較低的費(fèi)點(diǎn)，所以一旦沒(méi)有及時(shí)有效地處理那么這些有毒有害氣體會(huì)在大氣環(huán)境中不斷擴(kuò)散，嚴(yán)重污染人類生存的環(huán)境，嚴(yán)重危害人體健康。在檢測(cè)這些毒害物質(zhì)中，氣相色譜法有著非常高的靈敏度，較高的檢測(cè)精度和效率，并且不容易受到其他因素的影響，所以能夠更好地保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而更好地實(shí)現(xiàn)大氣污染監(jiān)測(cè)和環(huán)境保護(hù)。

3結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今我國(guó)面臨著日漸嚴(yán)重和復(fù)雜的環(huán)境污染問(wèn)題，環(huán)境污染監(jiān)測(cè)和治理工作顯得更加重要。作為一種高效、快捷、準(zhǔn)確的污染檢測(cè)技術(shù)，氣相色譜法在未來(lái)環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中應(yīng)用前景十分廣闊，能夠發(fā)揮更重要的價(jià)值。相關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)該檢測(cè)技術(shù)的重視，加大該技術(shù)的應(yīng)用和研究，加強(qiáng)該技術(shù)的投資，在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)當(dāng)中充分發(fā)揮氣相色譜法的優(yōu)勢(shì)，更好地服務(wù)于社會(huì)。

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