楊長江

（新疆昌源水務(wù)科學(xué)研究院（有限公司），烏魯木齊 830000）

氣相色譜法是一種新型檢測技術(shù)，可以檢測大氣中的很多有害成分，在極短的時間內(nèi)可以進(jìn)行分離分析，同時不需要大量樣本，就可以在極大范圍內(nèi)使用。在大氣污染監(jiān)測中應(yīng)用氣相色譜法，可以高效分析數(shù)據(jù)，及時反映檢測結(jié)果，這有助于保護(hù)城市大氣環(huán)境、推動城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，因此，不斷強(qiáng)化氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測中的應(yīng)用研究至關(guān)重要。

1 氣相色譜法概述

氣相色譜法作為一種高效靈敏的檢測技術(shù)，在社會多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如化工、藥品、食品等。近些年，在大氣污染監(jiān)測中，氣相色譜法也發(fā)揮了不可忽視的作用。為能夠更好地研究相色譜法在大氣污染監(jiān)測中的應(yīng)用，對氣相色譜法的技術(shù)原理加以分析十分必要，本文分別就色譜技術(shù)和氣相色譜檢測原理等進(jìn)行介紹。

1.1 色譜技術(shù)

色譜技術(shù)是一種物理分離技術(shù)，也被稱為層析技術(shù)。在應(yīng)用此種技術(shù)分離物質(zhì)時，由于混合物不同部分流動狀況各有不同，因此可以將不動態(tài)部分稱為固定相，而流經(jīng)固定相的液體混合物可稱為流動相。在流動過程中，兩者之間會發(fā)生反應(yīng)，由于固定相混合物和流動相混合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)各有不同，因此兩者之間的作用反應(yīng)就會產(chǎn)生不同的效果。這樣在相同的推力作用下，固定相中存在的不同物質(zhì)成分，勢必會出現(xiàn)停留時間方面的差異，因此流出固定的過程中，就會出現(xiàn)不同的順序，這使得人們可以對混合物中的不同物質(zhì)成分按照順序進(jìn)行分離，這就是色譜技術(shù)的物理分離原理[1]。

1.2 氣相色譜原理

在氣相色譜中，流動相是氣體，而之所以將流動相定為氣體，是因?yàn)闅怏w沒有較大的黏度。因此，在色譜柱中，流動不會產(chǎn)生較大的阻力，但同時氣體的擴(kuò)散系數(shù)是比較大的，這為物質(zhì)之間相互傳遞創(chuàng)造了便利條件，因此可以將氣體混合物快速分離。在氣相色譜大氣污染監(jiān)測過程中，可以利用高壓氣體容器提供承載氣體，然后根據(jù)實(shí)際壓力需求針對性調(diào)節(jié)，使得氣體試樣和液體通過余熱盤旋管和檢測器滲比池進(jìn)入不同的柱子中，在承載氣體經(jīng)過導(dǎo)熱池進(jìn)入大氣的過程中，實(shí)現(xiàn)氣體分離檢測。通常，在沸點(diǎn)為300℃以下的氣體分離檢測中，都使用氣相色譜法。

1.3 氣相色譜檢測標(biāo)準(zhǔn)氣體配置

在應(yīng)用氣相色譜法進(jìn)行大氣污染監(jiān)測時，標(biāo)準(zhǔn)氣體配置對檢測結(jié)果準(zhǔn)確性具有直接影響。通常情況下，氣相色譜檢測標(biāo)準(zhǔn)氣體配置方法包括兩種，即靜態(tài)配氣法和動態(tài)配氣法。其中，靜態(tài)配氣法主要是將一定量的氣體或者蒸汽原料，按照一定的體積稀釋到容器中，通過計算氣體濃度，確保氣體均勻混合。在應(yīng)用靜態(tài)配氣法配氣中，可以使用注射器、集氣瓶等工具。而動態(tài)配氣法，則是將被檢測的氣體按照痕量組分進(jìn)行配置，從而以很小的速度通過氣體混合室并與流速較大的稀釋氣體混合。動態(tài)配氣法又可以劃分為負(fù)壓噴射法、滲透管法等，此種配氣方法具有操作簡單的特點(diǎn)。

氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測中具有不可替代的優(yōu)勢，其操作簡單，對壓力和溫度方面的要求并不高。值得注意的是，檢測大氣污染時，不能單純依靠色譜峰直接定性結(jié)論，還應(yīng)該與相關(guān)的色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，這樣才能保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測中的具體應(yīng)用

2.1 有毒試劑檢測應(yīng)用

氣相色譜法可以檢測出大氣污染中的有毒物質(zhì)。在城市化不斷推進(jìn)的過程中，人均機(jī)動車占有量不斷增加，汽車尾氣排放出的一氧化碳和氧化氮，是大氣污染物中的主要有毒氣體。這些有毒氣體在空氣中的擴(kuò)散，將會對人體造成很大危害，因此強(qiáng)化有毒氣體成分檢測十分必要，人們可以使用氣相色譜法。使用氣相色譜法檢測大氣污染中的有毒試劑時，常見的有毒物質(zhì)普遍沸點(diǎn)較低，并具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。因此，使用氣相色譜法檢測，可以將氣體中的成分快速分離，避免檢測中受到其他因素干擾，這極大地保障了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而為開展環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 有機(jī)污染物和氧化碳檢測應(yīng)用

在大氣有機(jī)污染物和氧化碳檢測中，也可以使用氣相色譜法。具體而言，在檢測過程中，要借助氫火焰離子化檢測器檢測設(shè)備，此種檢驗(yàn)設(shè)備在系統(tǒng)中額外增加了一個鎳反應(yīng)器，可以將有機(jī)污染物全部轉(zhuǎn)化為甲烷。同時，在氫火焰離子化檢測器檢測設(shè)備中，還存在一個測量氫化合物總體含量的進(jìn)樣器，通過色譜圖可以檢測大氣污染物質(zhì)。相關(guān)研究表明，有機(jī)污染物和一氧化碳檢測過程中，氫氣會在壓力調(diào)節(jié)器的作用下，進(jìn)入氫火焰離子化檢測器檢測設(shè)備中的V2閥門中，采樣閥門在“進(jìn)樣”位置處，在氫氣的作用下，將采樣管中1～2 mL氣體送入C1位置處，并經(jīng)過1 min左右的時間，采樣閥門重新回到反吹位置，這時氫氣就可以對C1管反吹，從而將有機(jī)物污染物和多余的一氧化碳清洗出去[2]。在等待4 min左右后，重復(fù)進(jìn)行上述操作，這時就會有一部分空氣進(jìn)入色譜柱C2中，并在C1與C2之間形成一個高分子聚合球。而部分物質(zhì)如甲烷或一氧化碳則會率先從C2位置處濾出，并在Va位置處自動關(guān)閉，這樣就可以對大氣中的有機(jī)污染物和一氧化碳進(jìn)行檢測。

2.3 熱不穩(wěn)定化合物檢測應(yīng)用

大氣污染中的熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)檢測中，也可以應(yīng)用氣相色譜法。具體而言，大氣污染中的熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)主要是指有機(jī)酸、肼及偏二甲肼等，這些物質(zhì)本身的揮發(fā)性比較低，因此不能直接使用氣相色譜法檢測，需要將這些物質(zhì)衍生化之后，轉(zhuǎn)變成熱穩(wěn)定性較高的物質(zhì)。在檢測大氣污染中的熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)時，人們可以用XAD-2樹脂作為吸附劑，用芐基溴作為酯化劑，用氧化銀作為催化劑，這樣可以將熱不穩(wěn)定化合物的衍生率提升98%，然后使用氣相色譜法檢測，最低檢出濃度也會達(dá)到幾個微克每升，從而提升檢測準(zhǔn)確性[3]。再如，在使用氣相色譜法檢測大氣污染中的熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)時，可以在SG-2固體吸附劑上涂抹硫酸，這樣可以增加樣本中熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)收集含量，然后使用糖醛對熱不穩(wěn)定化合物質(zhì)進(jìn)行處理，也可以實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定化合物轉(zhuǎn)化，最后使用氣相色譜法檢測。

2.4 硫污染物檢測應(yīng)用

大氣污染中的硫污染物檢測中，氣相色譜法也發(fā)揮出極大的作用，但使用氣相色譜法檢測硫污染物，需要借助氫火焰離子化檢測器提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體而言，氫火焰離子化檢測器是一種靈敏度較高的檢測器，其工作原理是利用特殊元素在火焰中可以發(fā)出特殊的光，從而根據(jù)發(fā)射光譜選擇濾光器。在使用氣相色譜法檢測硫污染物時，可以應(yīng)用氫火焰離子化檢測器，并借助光電倍增管進(jìn)行放大測定。檢測過程中，以空氣作為基本檢測載體，并使用四氟乙烯作為色譜柱，這樣可以有效解決硫化物容易吸收的問題，然后使用濃度96%的PMME固定液和濃度4%的丙酮混合，并均勻地涂抹在40～60目的聚四乙烯球形擔(dān)體上，最后使用滲透管對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，就可以對大氣污染中的硫污染物進(jìn)行檢測。此種檢測方法幾乎不會受到其他因素的干擾，可以極大地保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。

2.5 汽車廢氣光化學(xué)產(chǎn)物檢測應(yīng)用

氣相色譜法在汽車廢氣光化學(xué)產(chǎn)物檢測中也發(fā)揮著重要的作用，具體而言，在使用氣相色譜法檢測汽車廢氣光化學(xué)產(chǎn)物時，要使用電子捕獲檢測器輔助檢測。電子捕獲檢測器是一種對金屬有機(jī)化合物檢測十分適用的儀器，如在化工業(yè)中，在檢測過程中使用電子捕獲檢測器輔助檢測，可以將DDT（雙對氯苯基三氯乙烷）和有機(jī)氯農(nóng)藥全部檢測出來。因此，使用氣相色譜法進(jìn)行汽車廢氣光化學(xué)產(chǎn)物檢測時，人們也使用了此種儀器輔助檢測[5]。此外，汽車尾氣中的電負(fù)性化合物的靈敏度比較高，而化合物的電負(fù)性越強(qiáng)，電子吸收系數(shù)就會越大。例如，對廢氣有機(jī)氟光化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行測定時，由于有機(jī)氟的毒性較大，相當(dāng)于光氣的10倍，若直接使用氣相色譜法檢測，往往達(dá)不到衛(wèi)生檢測要求。這時就可以應(yīng)用電子捕獲檢測器輔助氣相色譜法檢測，從而提升捕捉有機(jī)氟光化學(xué)物質(zhì)的靈敏度，為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障，這是應(yīng)用氣相色譜法檢測汽車廢氣光化學(xué)產(chǎn)物時需要注意的。

3 結(jié)語

目前，氣相色譜法獲得極為廣泛的應(yīng)用，并在大氣污染監(jiān)測中發(fā)揮著不可替代的作用。因此，在今后的大氣污染監(jiān)測中，檢測人員要強(qiáng)化氣相色譜法應(yīng)用研究，使氣相色譜法更好地為大氣污染監(jiān)測服務(wù)，從而創(chuàng)造良好的大氣生態(tài)環(huán)境，為城市可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

1 徐 寅.氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測中的運(yùn)用[J].綠色科技，2017，（8）：89-90.

2 張 義.氣相色譜法及其在藥物分析中的應(yīng)用[J].河北化工，2016，35（8）：85-86.88.

3 郭小莉，陳 敏，胡錦榮.氣相色譜法測定醬油中的4-甲基咪唑[J].食品工業(yè)科技，2016，（7）：125-127.

4 羅偉強(qiáng).氣相色譜法測定葵花籽油的脂肪酸[J].食品工業(yè)科技，2016，（6）：79-80.

5 張世湘.氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測中的應(yīng)用[J].衛(wèi)生研究，2016，（4）：71-84.