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

倪佳樂

摘 要：環(huán)境污染問題在現(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，需要通過相應(yīng)方法對各種環(huán)境污染進(jìn)行檢測，了解環(huán)境中各類污染物質(zhì)的含量，結(jié)合結(jié)果才能采用針對性的方法進(jìn)行處理，而大多數(shù)環(huán)境檢測方法都具有局限性，即只能對少量污染物質(zhì)進(jìn)行檢測，所以存在缺陷，而氣相色譜法通用性較強(qiáng)，可以對多種污染物質(zhì)進(jìn)行檢測，且適用于不同的檢測條件當(dāng)中，因此有必要對氣相色譜法的應(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

1氣相色譜法的基本原理概述

1.1目前國內(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)方法對混合物進(jìn)行分離，讓之間的固定相和流動相相互分離。固定相和流動相如字面所表述的含義一樣，固定相是靜態(tài)的，流動相則是推動混合物流過固定相的液體。當(dāng)液體推動混合物流過固定相的時候，混合物會和固定相發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)然這些反應(yīng)并不是一成不變的，其中也會出現(xiàn)不同的效果差異，原因是當(dāng)中流動的混合物在經(jīng)過固定相的時候，由于其內(nèi)部材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，就會導(dǎo)致上述現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2氣相色譜法在國內(nèi)目前的結(jié)構(gòu)機(jī)理

隨著國內(nèi)科技的發(fā)展，氣相色譜法在國內(nèi)的分離過程已經(jīng)轉(zhuǎn)化為氣體作為流動相的處理基礎(chǔ)。之所以會發(fā)展為氣體作為基本的流動相是因為氣體的粘度和其他的物質(zhì)相比要小，在分離混合物質(zhì)的時候受到的阻力也會變小，并且氣體是會揮發(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)傳遞的時候，氣體的速度就較快，對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，在國內(nèi)社會上已經(jīng)開始引用氣相色譜法對沸點在500°C以下的多種成分進(jìn)行最基本的分離工序。在實際的操作中可以通過對氣壓的調(diào)節(jié)，使得高壓氣體容器能通過預(yù)熱盤旋管道和檢測器的參比池，給柱子內(nèi)提供需要的載氣。在柱子處也設(shè)計了相關(guān)的分類裝置，對液體和氣體做了一個簡單的分類。

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

2.1有機(jī)化學(xué)污染物檢測

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，因為頻繁的噴灑農(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。針對這一點，在氣相色譜法檢測當(dāng)中，需要配置火焰光度檢測器、硬制玻璃柱進(jìn)行檢測，其中玻璃柱的長度、內(nèi)徑建議為2m、4mm，隨后在玻璃柱內(nèi)摻入硅烷化硅藻土，同時對玻璃柱進(jìn)行加溫，保持溫度在170～240℃左右;對汽化室溫度進(jìn)行控制，保持在200～240℃左右;對檢測器溫度進(jìn)行控制，保持在230℃左右。在這一條件下，采用氮氣作為載氣，以流速60ml/min將試樣送入色譜，同時要對純度大于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。通過上述氣相色譜檢測，可以采用氫火焰離子化檢測器中的氣相色譜儀進(jìn)行檢測，可以檢測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

綜上可見，氣相色譜法對于有機(jī)物污染檢測具有良好的應(yīng)用能效，所以在不斷的應(yīng)用當(dāng)中，人們發(fā)現(xiàn)其不但可以對水樣進(jìn)行檢測，其還能對土樣進(jìn)行檢測，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。具體來說，氣相色譜法在微量金屬元素檢測當(dāng)中并不常見，目前主要用于硒等元素檢測，但檢測結(jié)果都十分準(zhǔn)確。檢測方法上，針對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，將其與四價硒接觸后進(jìn)行反應(yīng)，同時通過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?，最終采用帶電子捕獲檢測器得到硒元素含量。

2.3大氣環(huán)境檢測

2.3.1熱不穩(wěn)定化合物檢測應(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這些熱不穩(wěn)定化合物。不過這些熱不穩(wěn)定化合物揮發(fā)性相對較弱，難以直接使用氣相色譜法完成檢測工作，應(yīng)當(dāng)首先把熱不穩(wěn)定物質(zhì)實現(xiàn)衍生化處理，然后物質(zhì)會發(fā)揮性較強(qiáng)并且熱穩(wěn)定性也相對較高，然后通過氣相色譜法檢測其存在量。在檢測大氣環(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，可以將精度控制到10μg/L，結(jié)果精度和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定符合。同時，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)過水洗得到檢測樣本，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處理后的結(jié)果實施精確地檢測。

2.3.2環(huán)境空氣中的苯系物的應(yīng)用

我國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。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)，對于人體有著極大的危害;甲苯、二甲苯對人的血液系統(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人體也存在較大的危害。在氣相色譜法檢測當(dāng)中，需要配置具氫焰離子化檢測器、30m*0.32mm*0.5um的FFAP毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行檢測。采用氮氣作為載氣，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℃;對檢測器溫度進(jìn)行控制，保持在250℃。通過上述氣相色譜檢測，可將苯系物中的苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯以及苯乙烯完全分離后同時檢測。

2.4有毒物質(zhì)檢測中的應(yīng)用

近些年我國工業(yè)、經(jīng)濟(jì)等各個方面得到飛快發(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)性和較低的費點，所以一旦沒有及時有效地處理那么這些有毒有害氣體會在大氣環(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結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而更好地實現(xiàn)大氣污染監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)。

3結(jié)語

現(xiàn)如今我國面臨著日漸嚴(yán)重和復(fù)雜的環(huán)境污染問題，環(huán)境污染監(jiān)測和治理工作顯得更加重要。作為一種高效、快捷、準(zhǔn)確的污染檢測技術(shù)，氣相色譜法在未來環(huán)境污染監(jiān)測中應(yīng)用前景十分廣闊，能夠發(fā)揮更重要的價值。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對該檢測技術(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)測當(dāng)中充分發(fā)揮氣相色譜法的優(yōu)勢，更好地服務(wù)于社會。

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