氣相色譜法在環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

褚蕓，張吉君

（1.蘇州大學(xué)衛(wèi)生與環(huán)境技術(shù)研究所，江蘇蘇州215221；2.蘇州市吳江區(qū)公安局交警大隊(duì)平望中隊(duì)，江蘇蘇州215221）

氣相色譜法在環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

褚蕓1，張吉君2

（1.蘇州大學(xué)衛(wèi)生與環(huán)境技術(shù)研究所，江蘇蘇州215221；2.蘇州市吳江區(qū)公安局交警大隊(duì)平望中隊(duì)，江蘇蘇州215221）

氣相色譜技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的重要分析手段之一。經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，氣相色譜技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展?；诖耍榻B氣相色譜技術(shù)在環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括大氣環(huán)境、室內(nèi)空氣、水體以及其他類型污染物，并探究氣相色譜技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

氣相色譜法；環(huán)境檢測(cè)；色譜柱

色譜法的工作原理是運(yùn)用不同物質(zhì)在氣液兩相中的不同分配系數(shù)，當(dāng)氣液兩相之間做轉(zhuǎn)換時(shí)，物質(zhì)由于分配系數(shù)的因素，向固相或者液相中聚集，從而實(shí)現(xiàn)分離的分析方法。常規(guī)的色譜分析中，將氣體流動(dòng)相的稱為氣相色譜，液體流動(dòng)相的稱為液相色譜。其中，氣相色譜技術(shù)具有高效的分離能力、快速的分析速度、易操作等優(yōu)點(diǎn)。

1 氣相色譜技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 氣相色譜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

社會(huì)高速發(fā)展的同時(shí)，人類也將有害污染物質(zhì)不斷排入水體、大氣及土壤中，世界許多地區(qū)面臨著食物、空氣的污染。有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)的常用方法有GC（氣相分析）、GC-MS（氣相質(zhì)譜分析）、HPLC（高效液相分析）法等［1］。其中，GC法的運(yùn)行成本低廉，操作性相對(duì)簡(jiǎn)單，是歐美國(guó)家以及我國(guó)最為常用的檢測(cè)手段。氣相色譜分析技術(shù)在對(duì)組分復(fù)雜的污染水體、微量元素的有機(jī)物分析方面優(yōu)勢(shì)明顯。GC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于分析性能優(yōu)越，MS技術(shù)能夠展現(xiàn)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。二者相結(jié)合的GC-MS技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外環(huán)境檢測(cè)機(jī)構(gòu)首選的鑒定工具。

1.2 氣相色譜法的優(yōu)缺點(diǎn)

與其他傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，氣相色譜優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：工作效率高，反應(yīng)靈敏，分析快速，多任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，樣品用量少等；應(yīng)用范圍較為廣泛，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度和氣壓要求低。氣相色譜技術(shù)以氣體為流動(dòng)相，使用固體吸附及有機(jī)液體作為固定相。缺點(diǎn)主要是固體吸附劑品種少、重現(xiàn)性較差，目前在分離分析永久性氣體和低分子碳?xì)浠衔锓矫孢\(yùn)用較多。

2 氣相色譜技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 有機(jī)化學(xué)污染物的檢測(cè)

有機(jī)化學(xué)污染物在農(nóng)田中表現(xiàn)為氯、磷農(nóng)藥超標(biāo)，農(nóng)藥中的有機(jī)氯為一種神經(jīng)毒素，可以殘留在植物和土壤內(nèi)很長(zhǎng)時(shí)間，而且不易降解，環(huán)境危害大。農(nóng)藥中的有機(jī)磷呈油狀液體，其特點(diǎn)是不溶于水，溶于一部分動(dòng)植物油和有機(jī)溶劑。農(nóng)藥中的有機(jī)磷會(huì)經(jīng)過(guò)人或者動(dòng)物的消化道和皮膚、黏膜等組織進(jìn)入人體內(nèi)環(huán)境。

對(duì)于此類污染物的檢測(cè)，儀器需配置火焰光度檢測(cè)器，采用硬制玻璃柱，其長(zhǎng)度為2m，內(nèi)徑為4mm。玻璃柱內(nèi)充填硅烷化硅藻土，根據(jù)檢測(cè)的物質(zhì)設(shè)置柱溫為170～240℃，汽化室溫度200～240℃，檢測(cè)器溫度230℃左右，載氣為氮?dú)?，控制流速大致?0mL/ min，燃燒氣為純度大于99.99%的氫氣，設(shè)置流速為每160mL/min［2，3］。

在適當(dāng)?shù)臋z測(cè)條件下，配置氫火焰離子化檢測(cè)器的氣相色譜儀，同樣可以檢測(cè)水中的三氯甲烷（最低檢出限0.000 6mg/L）、四氯化碳（最低檢出限0.000 3mg/L）、三氯乙烯（最低檢出限0.003 0mg/L）、四氯乙烯（最低檢出限0.001 2mg/L）、甲苯（最低檢出限0.010 0mg/L）、硝基苯（最低檢出限0.000 2mg/L）、苯胺（最低檢出限0.002 0mg/L）和丙烯酰胺（最低檢出限0.000 15mg/L）等50多種水體中的有機(jī)污染物［3］。

2.2 微量金屬元素的檢測(cè)

氣相色譜技術(shù)是分析和檢測(cè)有機(jī)污染物的重要方法，最近幾年其在分析水體和土壤中的一些微量元素方面也取得了長(zhǎng)足發(fā)展。目前來(lái)看，氣相色譜技術(shù)可以分析硒、鈹、銅等微量金屬元素。檢測(cè)硒的具體方法是在酸性液體環(huán)境中，使用1，2-鄰苯二胺及其衍生物與四價(jià)硒發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)OPD試劑的量足夠時(shí)，可以生成具有一定揮發(fā)性的物質(zhì)，有機(jī)溶劑可以將其萃取為苯丙硒二唑化合物，然后利用帶電子捕獲檢測(cè)器的氣相色譜儀測(cè)定其含量［4］。

2.3 氣相色譜技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)人均水資源匱乏，并且受到了洪澇、干旱、缺水和水環(huán)境污染等幾大問(wèn)題，尤其是水環(huán)境的不斷惡化問(wèn)題更為嚴(yán)重，其中的有機(jī)化學(xué)物污染影響范圍最為廣泛。隨著近幾年西部資源能源的大量開(kāi)發(fā)，油氣資源的開(kāi)采、加工和運(yùn)輸，加上相當(dāng)規(guī)模的化工及能源企業(yè)將未達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水、廢氣排入自然界中，以及農(nóng)田中農(nóng)藥的過(guò)度施用，降水使得這些超標(biāo)污染物進(jìn)入河流，從而污染了江河湖海等水體。借助氣相色譜儀器的優(yōu)越性能，從事環(huán)境檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的工作人員可以快速、準(zhǔn)確地得到監(jiān)測(cè)水體的污染情況，及時(shí)地分析水體中的苯、甲苯、重金屬元素、微量痕量元素等50多種有機(jī)毒物污染情況。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)介紹氣相色譜技術(shù)的特點(diǎn)，以及在檢測(cè)有機(jī)化學(xué)污染物和微量金屬元素方面的應(yīng)用，認(rèn)為氣相色譜法基本可以滿足環(huán)境檢測(cè)方面的需求。目前來(lái)看，氣相色譜技術(shù)在包括環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域在內(nèi)的眾多方面應(yīng)用廣泛。其分析的物質(zhì)類型多樣，既包括了氣體成分分析，也可以分析液相、固相，甚至賦存在固體、液相中的氣體。氣相色譜儀工作溫度一般介于100～450℃，只要待測(cè)物質(zhì)處于上述允許溫度范圍內(nèi)，同時(shí)蒸汽壓力位于0.2～10.0mm汞柱，具有較穩(wěn)定的狀態(tài)下，均可以使用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析。與此同時(shí)，氣相色譜法在核工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)、食品加工業(yè)、農(nóng)業(yè)育種及物理化學(xué)等方面也具有著廣泛的應(yīng)用前景。

[1]張玉寶.氣相色譜儀的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].生命科學(xué)儀器,2006, 4(3):26-28.

[2]付晶.氣相色譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].化工管理,2013,29 (18):18.

[3]劉艷,黎明,黃衛(wèi).氣相色譜法測(cè)定水環(huán)境中有機(jī)物幾種前處理技術(shù)探討[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,24(2):91-94.

[4]李紅莉,孫宗光,宮正宇,等.水中重點(diǎn)有機(jī)磷農(nóng)藥的毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定[J].化學(xué)分析計(jì)量,2001,10(1):15-17.

Application of Gas Chromatography in Environmental Quality Inspection

Zhu Yun1, Zhang Ji-jun2
(1. Suzhou University, Health and Environmental Technology Research Institute, Jiangsu Suzhou 215221; 2. Suzhou City Wujiang District Public Security Bureau Traffic Police Brigade Pingwang Squadron, Jiangsu Suzhou 215221)

Gas chromatography is one of the most important methods in the field of environmental testing. After decades of development, the application of gas chromatography in the field of environmental testing has made considerable progress and development. Based on this, this paper introduced the application of gas chromatography in the field of environmental quality inspection, including the atmospheric environment, indoor air, water and other types of pollutants, and explored the future development trend of gas chromatography technology.

Gas chromatography; Environmental detection; Chromatographic column

X83

A

2096-0387（2016）04-0078-02

褚蕓（1989-），女，江蘇蘇州人，本科，初級(jí)，研究方向：環(huán)境檢測(cè)。