【摘要】近年來，隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的不斷成熟，人們開始對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提出越來越高的要求。環(huán)境監(jiān)測(cè)是控制污染源的關(guān)鍵，也是環(huán)境規(guī)劃的重要組成部分，所以政府部門必須予以高度重視。本文詳細(xì)說明了氣象色譜儀的結(jié)構(gòu)機(jī)理與工作流程，并在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中合理科學(xué)的運(yùn)用氣相色譜法，以取得最大化效益，這對(duì)于我國(guó)環(huán)保事業(yè)來說具有至關(guān)重要的作用和意義。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測(cè)；氣相色譜法；環(huán)保事業(yè)

測(cè)量影響環(huán)境質(zhì)量因素的各項(xiàng)代表值，以明確環(huán)境質(zhì)量及其變化狀況，這一過程稱之為環(huán)境監(jiān)測(cè)。而氣相色譜法則是一種以氣液色譜為主的新型檢測(cè)方法，目前已在石油化工、臨床、食品、法檢、醫(yī)藥和自然環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用[1]。筆者根據(jù)氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)機(jī)理與流程，應(yīng)用氣相色譜法實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，以期為我國(guó)環(huán)保工作提供有利參考依據(jù)。

1.氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)機(jī)理與工作流程

1.1氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)機(jī)理

把氣體作為流動(dòng)相的色譜過程稱為氣相色譜，其主要包括氣—液分配色譜與氣—固吸附色譜。把氣體作為流動(dòng)相具有以下兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：①由于氣體粘度小，所以色譜柱內(nèi)流動(dòng)阻力不高；②由于氣體擴(kuò)散系數(shù)強(qiáng)，所以組分可以在兩相之間實(shí)現(xiàn)快速傳質(zhì)與高效分離。

下圖為以熱導(dǎo)池檢測(cè)器為核心的氣相色譜儀。

高壓氣體容器負(fù)責(zé)提供He、H2等載氣，由于柱長(zhǎng)、載氣流量、固定相粒度與柱子裝填方法各不相同，所以必須對(duì)相應(yīng)壓力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最后利用熱導(dǎo)池檢測(cè)器的參比池和預(yù)熱盤旋管將載氣置入柱子內(nèi)。因?yàn)橹尤肟谔幯b置有液體試樣進(jìn)樣設(shè)備或氣體進(jìn)樣設(shè)備，所以載氣從柱子排出后，一定要經(jīng)過熱導(dǎo)池的工作池，才能在大氣中完全放空，注意載氣流量的監(jiān)控由安裝在柱前與柱后的相應(yīng)流量計(jì)負(fù)責(zé)。圖1為采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)的案例。在使用皂膜流量計(jì)過程中，必須在柱子出口處裝置流量計(jì)展開全方位測(cè)量工作。

玻璃管與不銹鋼管是色譜柱的常用材料，其內(nèi)徑不得超過4mm，如果柱內(nèi)有填料，且呈U形或螺旋形狀態(tài)，就要在恒溫箱柱內(nèi)實(shí)行裝置。分析目的決定色譜柱的裝置長(zhǎng)度，但在實(shí)際裝置過程中，通常采用200～600cm的色譜柱。

將鎢絲、錸絲等材料裝置在不銹鋼、黃酮和鋁等金屬塊中，并放置在恒溫箱內(nèi)維持所需溫度，以形成熱導(dǎo)池檢測(cè)器。參考池的錸鎢絲與工作池相互連接形成惠斯通電橋的兩臂。利用記錄器把所有輸出信號(hào)詳細(xì)記錄下來，注意裝置靈敏度切換設(shè)備，將紙速調(diào)整為5mm～40mm/min，滿刻度為1mV。

依照上述分析，氣相色譜法雖然能夠根據(jù)柱填料類型劃分成氣—固色譜法與氣—液色譜法，然而兩者之間的儀器設(shè)備并無顯著性差異[2]。但是在試樣分析范圍條件下，氣—液色譜法的應(yīng)用領(lǐng)域多于氣—固色譜法，且其在理論方面的研究也越來越成熟。

1.2氣相色譜儀的工作流程

氣相色譜儀的主要工作流程見圖2。

如圖2所示，1表示載氣凈化器；2表示調(diào)節(jié)閥；3表示進(jìn)樣器；4表示色譜柱；5表示檢測(cè)器；6表示微處理機(jī)；7表示記錄器；8表示打印報(bào)告。

氣相色譜儀的工作流程可以分為以下幾點(diǎn)：①氣流系統(tǒng)。把氣體作為流動(dòng)相的色譜過程稱為氣相色譜，其中氣體指的是載氣。氣流系統(tǒng)由凈化所需的脫氧管和干燥管、載氣和檢測(cè)器所需的助燃?xì)?、測(cè)量所需的流量計(jì)和壓力表、燃燒氣所需的閥件組成。②分離系統(tǒng)。分離系統(tǒng)由相應(yīng)電氣控制部件、色譜柱恒溫爐、分離所需的進(jìn)樣器和色譜柱組成。③檢測(cè)、記錄與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。檢測(cè)、記錄與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由相應(yīng)電氣部件、積分儀、檢測(cè)器、微處理機(jī)和記錄器組成。

2.氣相色譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

2.1監(jiān)測(cè)水質(zhì)中的污染物

目前，氣相色譜法已在環(huán)境污染物、部分代謝物、純物質(zhì)雜質(zhì)、刑事法醫(yī)鑒定、藥物有效成分、食品有害成分與石油化工痕量物質(zhì)等多個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。由于氣相色譜法具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉和推廣方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在各個(gè)領(lǐng)域均得到了普及使用，而部分國(guó)家也采用該方法對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，例如美國(guó)、法國(guó)、日本等。

2.2監(jiān)測(cè)土壤中的殘留農(nóng)藥

有機(jī)磷農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品的常用藥，這主要是因?yàn)槠渚哂兴幮Ц?、殺蟲范圍廣和殘留期短等特點(diǎn)，但該藥對(duì)于人類、牲畜來說具有較強(qiáng)的毒性，而且在很大程度上會(huì)導(dǎo)致急性中毒產(chǎn)生，加上部分品種會(huì)在自然環(huán)境中殘留較長(zhǎng)時(shí)間，所以有關(guān)研究人員不建議農(nóng)產(chǎn)品使用有機(jī)磷農(nóng)藥。運(yùn)用氣相色譜法對(duì)土壤中的殘留農(nóng)藥進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅可以簡(jiǎn)化分析步驟，還可以縮短分析時(shí)間，降低分析成本，這對(duì)于水質(zhì)有機(jī)磷農(nóng)藥的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作來說具有至關(guān)重要的作用和意義。

2.3監(jiān)測(cè)空氣中的有毒氣體

現(xiàn)階段，我國(guó)GB50325-2001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》與GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量》均與室內(nèi)揮發(fā)有機(jī)物檢測(cè)有關(guān)，而ISO標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)則是這些標(biāo)準(zhǔn)的主要來源。由于液態(tài)標(biāo)注物質(zhì)的精密度、準(zhǔn)確度和正確度不高，加上樣本分析時(shí)間和處理時(shí)間過長(zhǎng)，所以自然因素、人為因素和環(huán)境因素等均會(huì)對(duì)氣態(tài)有機(jī)物的校準(zhǔn)結(jié)果造成直接性影響。針對(duì)這一情況，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局應(yīng)用灌采樣模式對(duì)氣態(tài)有機(jī)物進(jìn)行測(cè)試、分析、處理，發(fā)現(xiàn)最終校準(zhǔn)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，但因測(cè)試儀器設(shè)備過于昂貴，所以不建議采用該方法監(jiān)測(cè)空氣中的有毒氣體。因此，只能運(yùn)用氣相色譜法對(duì)室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分析、處理，以檢測(cè)和計(jì)量空氣中有機(jī)物質(zhì)的實(shí)際濃度，這樣不僅可以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，還可以降低分析成本，保障人類的身體健康。

3.結(jié)束語

由于現(xiàn)代化社會(huì)飛速發(fā)展，人們開始越來越注關(guān)注自然環(huán)境的維護(hù)問題，并嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境保護(hù)的方法與手段包括行政管理、宣傳教育、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法律等類型，而氣相色譜法在工程技術(shù)中則是一種先進(jìn)的分離分析手段，其可以對(duì)整個(gè)環(huán)境進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，有效處理已存在或潛在的環(huán)境問題，這對(duì)于保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康、持久、穩(wěn)定發(fā)展來說具有至關(guān)重要的作用和意義。

參考文獻(xiàn)

[1]曹芹，侯善勇.在線氣相色譜分析在連續(xù)自動(dòng)大氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，（19）：12.

[2]陳璞，顧書生，呂永鵬，馬志春.氣相色譜法測(cè)定飲用水中痕量溴酸鹽[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2010，（02）：63.