氣相色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用分析

趙明寶

（甘肅省金昌生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，甘肅 金昌 737100）

隨著當(dāng)前環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展概念的不斷深入，國(guó)家對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)方面重視程度不斷加強(qiáng)，對(duì)于先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的投入和研究力度也在不斷加大，氣相色譜技術(shù)作為當(dāng)前較為先進(jìn)的一種環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)于環(huán)境保護(hù)有著十分重要作用和意義。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于氣相色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的研究和應(yīng)用分析是十分有必要的。

一、氣相色譜技術(shù)原理

氣相色譜是一種物質(zhì)分離、分析技術(shù)，主要是借助不同物質(zhì)理化性質(zhì)方面的差異而對(duì)其進(jìn)行分離，然后再對(duì)其中的混合物成分以及含量等進(jìn)行科學(xué)測(cè)定的技術(shù)。在應(yīng)用氣相色譜技術(shù)的過(guò)程中，通過(guò)流動(dòng)相使得待測(cè)物質(zhì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，并將其推向固定相，并與固定相發(fā)生一系列反應(yīng)。由于不同的物質(zhì)其組成成分以及含量等都存在一定差異，因此在其經(jīng)過(guò)固定相并發(fā)生反應(yīng)之后，不同的成分其在固定相當(dāng)中停留的時(shí)間也會(huì)存在一定差異。在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中，為避免待測(cè)樣品失衡，需要借助氣體進(jìn)行有效推動(dòng)，以此提高樣品的傳輸速度，保障監(jiān)測(cè)的流暢性以及質(zhì)量。而且隨著監(jiān)測(cè)時(shí)間的延長(zhǎng)，氣相色譜監(jiān)儀器的靈敏程度和準(zhǔn)確性也會(huì)逐漸提高。

氣相色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中主要優(yōu)勢(shì)包括以下幾個(gè)方面：第一，該技術(shù)的靈敏度較高，即便是含量較小的物質(zhì)也能夠被監(jiān)測(cè)出來(lái)，因此在對(duì)空氣中的微量有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析的過(guò)程中，也可以使用氣相色譜技術(shù)。第二，該技術(shù)有著極強(qiáng)的辨別性以及識(shí)別能力，即便是對(duì)物質(zhì)組成十分相近的同分異構(gòu)體或者是同位素也能夠?qū)崿F(xiàn)有效分辨。第三，相比于其他監(jiān)測(cè)技術(shù)而言，氣相色譜技術(shù)的監(jiān)測(cè)效率相對(duì)較高，通常情況下幾分鐘之內(nèi)就能夠完成對(duì)于普通物質(zhì)的分離和分析。第四，該技術(shù)有著較為廣泛的適應(yīng)性，無(wú)論是對(duì)何種程度含量的物質(zhì)，還是氣體或者液體，都能夠使用該技術(shù)進(jìn)行分離分析，而且對(duì)于樣品的需求量也相對(duì)較少。最后，該技術(shù)相關(guān)設(shè)備價(jià)格低廉，便于控制成本，而且操作簡(jiǎn)單容易上手。

二、環(huán)境監(jiān)測(cè)中氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用

（一）在土壤監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。在我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的情況之下，由于農(nóng)藥等各種化學(xué)藥品的使用，使得當(dāng)前我國(guó)土壤中農(nóng)藥含量也在持續(xù)提升，對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。為保障農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，避免由于農(nóng)藥使用超標(biāo)而導(dǎo)致食品安全等問(wèn)題的發(fā)生，就需要加強(qiáng)對(duì)于土壤中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)。在實(shí)際進(jìn)行分析的過(guò)程中，應(yīng)用氣相色譜技術(shù)對(duì)土壤中所含有的有機(jī)磷等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅能夠有效提升監(jiān)測(cè)質(zhì)量縮短監(jiān)測(cè)周期，還能夠通過(guò)與其他技術(shù)的有效融合進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)效率。

事實(shí)上對(duì)于土壤而言，揮發(fā)性有機(jī)物是其中的主要污染之一，而且土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的含量的不斷升高，使得其對(duì)于環(huán)境的影響和破壞程度也在不斷加大，因此加強(qiáng)對(duì)于土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)，已然成為當(dāng)前土壤環(huán)境治理當(dāng)中的重要內(nèi)容，而氣相色譜技術(shù)能夠在此方面發(fā)揮良好的作用。

目前，我國(guó)對(duì)于土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測(cè)主要采用的是頂空法。在實(shí)際監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，需要先把混合物放置到頂空瓶當(dāng)中，然后對(duì)其進(jìn)行升溫處理，促使土壤中的有機(jī)物揮發(fā)，再在溫度穩(wěn)定的情況之下，通過(guò)氣相色譜技術(shù)將頂空氣相濃度監(jiān)測(cè)出來(lái)，并用以確定土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的濃度。

（二）在環(huán)境大氣VOCs檢測(cè)中的應(yīng)用

1.VOCs檢測(cè)流程。氣相色譜技術(shù)在大氣VOCs中的監(jiān)測(cè)應(yīng)用，其主要是由熱脫附處理、氣相色譜分析以及數(shù)據(jù)處理這三個(gè)步驟組成的，通過(guò)對(duì)這三個(gè)步驟的合理安排和有效實(shí)施能夠進(jìn)一步提升大氣監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性以及質(zhì)量效率。在實(shí)際應(yīng)用氣相色譜技術(shù)的過(guò)程中，首先需要對(duì)大氣中的VOCs進(jìn)行收集采樣，需要借助氮?dú)?，在恒溫的情況下將吸附管等相關(guān)設(shè)備中的無(wú)關(guān)雜質(zhì)進(jìn)行清理，并進(jìn)行相應(yīng)的采樣工作，在采樣結(jié)束之后，需要加熱采樣管，然后通過(guò)氮?dú)鈱⑹占降腣OCs進(jìn)行處理，并將其導(dǎo)入到氣相色譜儀當(dāng)中。在色譜儀的作用之下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于VOCs各組分的分離，并完成后續(xù)檢測(cè)。

2.數(shù)據(jù)處理分析。在檢測(cè)完成之后，需要對(duì)VOCs進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，該過(guò)程主要是依靠FID檢測(cè)設(shè)備完成的，通過(guò)上位機(jī)對(duì)于檢測(cè)得到的信號(hào)和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而分析得到不同VOCs的濃度。在實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析的過(guò)程中，為進(jìn)一步保障分析的合理性以及可靠性，需要綜合使用一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行處理和分析，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和處理進(jìn)而確定色譜峰值。

（三）在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。氣相色譜技術(shù)除了能夠應(yīng)用在大氣監(jiān)測(cè)以及土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中之外，還能夠?qū)λ|(zhì)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通常情況在監(jiān)測(cè)地下水和地表水中的毒性污染物時(shí)，會(huì)使用氣相色譜技術(shù)。例如，借助氣相色譜技術(shù)監(jiān)測(cè)水中的硝基苯類化合物，此類化合物經(jīng)常會(huì)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中造成大量的殘留，給水質(zhì)情況以及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重影響，而通過(guò)氣相色譜技術(shù)能夠簡(jiǎn)單快捷的對(duì)此類化合物進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，不僅能夠有效保障監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，而且還提高了監(jiān)測(cè)效率。在實(shí)際應(yīng)用氣相色譜技術(shù)的過(guò)程中，需要結(jié)合所監(jiān)測(cè)的有害物質(zhì)的組分和實(shí)際特點(diǎn)選擇有效地監(jiān)測(cè)方法，例如，在監(jiān)測(cè)廢水中的鹵代烴時(shí)，通常會(huì)使用頂空氣相色譜技術(shù)。在對(duì)水中的苯類物質(zhì)時(shí)，則需要采用吹掃捕集氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法，該種檢測(cè)方式不僅效率較好而且樣品損失率也相對(duì)較低，能夠同時(shí)檢測(cè)出11種有機(jī)氯苯化合物。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，氣相色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中不僅能夠?qū)ν寥拉h(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)Νh(huán)境大氣以及水質(zhì)情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅提高了監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，而且進(jìn)一步保障了監(jiān)測(cè)過(guò)程的科學(xué)性以及完整性，進(jìn)一步提升了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)水平。相信隨著對(duì)于氣相色譜技術(shù)的研究和應(yīng)用，我國(guó)環(huán)境保護(hù)能力和效果都將會(huì)得到進(jìn)一步提升。