論述氣相色譜法在有機(jī)物含量檢測(cè)中的應(yīng)用

論述氣相色譜法在有機(jī)物含量檢測(cè)中的應(yīng)用

Summary：當(dāng)今社會(huì)，人們生活質(zhì)量不斷提升，與此同時(shí)，也越來(lái)越重視環(huán)境污染產(chǎn)生的惡劣影響，尤其是化學(xué)污染物的影響。通過(guò)氣相色譜法能夠?qū)]發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行有效的測(cè)定，因此，氣相色譜法檢測(cè)在有機(jī)物含量檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。本文探究了氣相色譜法在有機(jī)物含量檢測(cè)中的操作步驟及其具體應(yīng)用。Keys：氣相色譜法；原理；揮發(fā)性有機(jī)化合物引言：隨著我國(guó)生活水平的提高，人們更加注重環(huán)境、食品、藥品等對(duì)身體健康的影響。近些年，揮發(fā)性有機(jī)物含量成為人們關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一，從而也引起了國(guó)家的重視，對(duì)此，國(guó)家制訂了許多關(guān)于環(huán)境保護(hù)類的標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)檢測(cè)環(huán)境的有機(jī)物含量，比如：《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB50325-2020）[1]、《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2022）和《環(huán)境空氣苯系物的測(cè)定固體吸附熱脫附-氣相色譜法》（HJ583-2010）等等，這些標(biāo)準(zhǔn)體系也為環(huán)境揮發(fā)性有機(jī)化合物等污染物的控制以及評(píng)價(jià)提供了比較好的依據(jù)。一、氣相色譜法的概述氣液色譜法也被稱作氣相層析，此色譜技術(shù)可以分離和分析有機(jī)化學(xué)中容易揮發(fā)、但不會(huì)發(fā)生分解的化合物。氣相色譜的用途有很多，典型的用途是測(cè)試特定一些有機(jī)化合物的純度，另外它可以對(duì)混合有機(jī)物中的各組分進(jìn)行分離，與此同時(shí)它還可以測(cè)定各組分的相對(duì)含量。討論氣相色譜法的原理[2]，先談?wù)剼庀嗌V儀的主要組成系統(tǒng)，它是由進(jìn)樣系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和檢測(cè)記錄系統(tǒng)等五大系統(tǒng)組成。氣相色譜法檢測(cè)有機(jī)化合物含量時(shí)，主要是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、吸附性質(zhì)和極性等存在差異，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物的分離。具體而言，當(dāng)物質(zhì)從進(jìn)樣系統(tǒng)（進(jìn)樣口）進(jìn)入儀器，汽化成氣體（或者物質(zhì)本身是氣體），由惰性氣體（如氮?dú)猓┳鳛檩d體，將待測(cè)物質(zhì)“運(yùn)輸”到分離系統(tǒng)，分離系統(tǒng)起主要分離作用的是色譜柱，色譜柱內(nèi)含吸附劑或者惰性固體上涂著液體固定相，由于混合物中各組分的吸附能力或者溶解能力不一致，或者各組分在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)有差異，當(dāng)組分在兩相中反復(fù)多次進(jìn)行分配并隨移動(dòng)相向前移動(dòng)時(shí)，各組分沿管柱運(yùn)動(dòng)的速度就不同，分配系數(shù)小的組分被固定相滯留的時(shí)間短，能較快地從色譜柱末端流出。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也就不同。吸附力較弱的組分容易被解吸下來(lái)，較早離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)記錄系統(tǒng)（即檢測(cè)器），而吸附力較強(qiáng)的組分就不容易被解吸下來(lái)，從而較晚離開(kāi)色譜柱。因此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)、記錄下來(lái)。檢測(cè)器能夠?qū)⒒旌衔锝M分轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，物質(zhì)含量（或者說(shuō)濃度）的多少影響電信號(hào)的大小，它們成正比例關(guān)系。最終一連串的電信號(hào)形成了色譜圖。二、氣相色譜法在有機(jī)物含量檢測(cè)的操作步驟揮發(fā)性有機(jī)化合物來(lái)源很多，比如：室內(nèi)的建筑裝修材料、家具家電，室外的工廠排放等等。揮發(fā)性有機(jī)化合物是重要的空氣污染源，對(duì)人們的身體健康的危害非常大，濃度較大的揮發(fā)性污染物能夠引起頭暈頭痛等輕狀，嚴(yán)重的對(duì)身體的肝臟、腎臟和大腦等都有極大的危害，所以世界衛(wèi)生組織對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物的控制、檢測(cè)和評(píng)價(jià)較為重視。下面以檢測(cè)室內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機(jī)物含量的過(guò)程作為這次討論氣相色譜法檢測(cè)環(huán)境中有機(jī)物的例子。首先，根據(jù)圖紙進(jìn)行采樣布點(diǎn)，根據(jù)房間數(shù)量和房間大小來(lái)確定檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量，設(shè)計(jì)檢測(cè)方案。檢測(cè)室內(nèi)空氣前，需要按照GB50325-2020《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》要求，將門窗關(guān)閉，檢測(cè)房間封閉24小時(shí)，采樣人員使用大氣采樣儀器將室內(nèi)空氣收集于吸附管里，比如:檢測(cè)TVOC，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)用Tenax-TA采樣管，以采樣流量0.5ml/min，采樣時(shí)間20分鐘進(jìn)行采樣。根據(jù)采樣流量和采樣時(shí)間可以計(jì)算采樣體積。采樣過(guò)程中，記錄采樣時(shí)的溫濕度和氣壓。通過(guò)計(jì)算采樣體積、記錄溫濕度和大氣壓力來(lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積。采樣完成后，將采集的樣品運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室，由實(shí)驗(yàn)檢測(cè)人員進(jìn)行檢測(cè)。然后實(shí)驗(yàn)員使用氣相色譜儀檢測(cè)苯系物和TVOC含量。那么，氣相色譜法如何檢測(cè)有機(jī)化合物含量呢？結(jié)合氣相色譜法的工作原理，講述一下實(shí)際的操作過(guò)程。首先，配制濃度梯度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用吸附管收集不同濃度的標(biāo)液，使用熱解析儀解吸、吹掃至氣相色譜儀，經(jīng)過(guò)氣相色譜儀里的毛細(xì)管柱進(jìn)行分離揮發(fā)性有機(jī)物的各組分，由于揮發(fā)性有機(jī)化合物的各組分的沸點(diǎn)、吸附性能力和極性不同，從而達(dá)到分離效果。揮發(fā)性有機(jī)化合物中的各個(gè)組分陸續(xù)被氮?dú)廨斔偷紽ID檢測(cè)器，由化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后形成氣相色譜圖顯示在電腦上。每個(gè)梯度濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)過(guò)氣相色譜儀都形成對(duì)應(yīng)的氣相色譜圖，揮發(fā)性有機(jī)物各組分的含量（濃度）不同，色譜圖上顯示的組分峰面積（峰高）也不一樣。另外，通過(guò)單物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定性，確定每個(gè)組分的保留時(shí)間。以組分的保留時(shí)間作為橫坐標(biāo)，組分的峰面積作為縱坐標(biāo)，從而建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后，將采集回來(lái)的TVOC樣品吸附管放入熱解吸儀，檢測(cè)方法跟檢測(cè)有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液一樣，檢測(cè)出來(lái)的色譜圖顯示著揮發(fā)性有機(jī)物中組分和對(duì)應(yīng)的保留時(shí)間，使用標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，從而計(jì)算出待測(cè)有機(jī)化合物中組分的含量。三、氣相色譜法在有機(jī)物含量檢測(cè)的具體應(yīng)用氣相色譜法的應(yīng)用涉及很多領(lǐng)域，極為廣泛。比如：對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行分離；分析和檢測(cè)食品藥品的成分和含量；刑事司法鑒定等等；特別地，它在環(huán)境污染物檢測(cè)中有著獨(dú)特的機(jī)理作用。隨著有毒有害有機(jī)污染物對(duì)空氣、水、土壤及糧食、蔬菜的污染日益嚴(yán)重，有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)已得到世界各國(guó)的重視。目前，檢測(cè)行業(yè)經(jīng)常使用的CODCr和CODMn檢測(cè)方法，這兩種檢測(cè)方法雖好，但也存在很大的局限性，例如多環(huán)芳烴、苯系物、VOCs等等化學(xué)污染物，這兩種方法就無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，而恰恰對(duì)于這些有機(jī)污染物的檢測(cè)，氣相色譜法就能滿足檢測(cè)要求。再者，氣相色譜法相對(duì)其他檢測(cè)化學(xué)有機(jī)污染物的方法而言，價(jià)格比較低廉、操作也比較方便，因此受到檢測(cè)行業(yè)的青睞。（一）氣相色譜法在水污染檢測(cè)的應(yīng)用氣相色譜分析法在環(huán)境檢測(cè)中有著獨(dú)特的應(yīng)用空間，除了上述的可以檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)化合物含量，它還可以對(duì)廢水進(jìn)行分析，比如工業(yè)排放廢水和城市污水，會(huì)含有各種有機(jī)污染物，地下水和自來(lái)水中也會(huì)含有很多微量的有機(jī)污染物，這都會(huì)對(duì)人們健康造成直接或潛在的威脅。因此，需要使用氣相色譜法對(duì)廢水中有機(jī)污染物含量進(jìn)行分析和檢測(cè)，如果出現(xiàn)超標(biāo)的需要及時(shí)作出改善措施。通過(guò)對(duì)廢水中有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以預(yù)防超標(biāo)水質(zhì)的排放。（二）氣相色譜法在土壤農(nóng)藥殘留檢測(cè)的應(yīng)用土壤環(huán)境為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象之一，有機(jī)磷農(nóng)藥因?yàn)樽陨砭哂兴幮?qiáng)、殘留期短暫等特征，廣泛應(yīng)用于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在環(huán)境中有一定殘留期，敵敵畏、樂(lè)果等有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)人畜形成的毒性較大，增加急性中毒情況發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)土壤環(huán)境，采用氣相色譜法能較有效獲得各類農(nóng)藥對(duì)應(yīng)的含量指標(biāo)。比如，有研究人員將殺撲磷、甲胺磷及久效磷等十余種有機(jī)磷農(nóng)藥設(shè)為目標(biāo)對(duì)象，分析柱選擇厚液膜大口徑毛細(xì)管柱，采用火焰光度檢測(cè)器檢測(cè)，采用完善儀器分析及樣品前處理?xiàng)l件的形式，構(gòu)建了氣相色譜法檢測(cè)多組分有機(jī)磷農(nóng)藥的分析模型。此方法精簡(jiǎn)了分析流程，減縮分析歷時(shí)，降低資金的投入量，為有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)工作的開(kāi)展提供了一種快捷、簡(jiǎn)易、精確的分析方法。因此，氣相色譜技術(shù)在環(huán)境樣品提取領(lǐng)域中也有較廣泛應(yīng)用。四、結(jié)束語(yǔ)綜上所述，在環(huán)境檢測(cè)分析中，和其他檢測(cè)技術(shù)方法比較，氣相色譜法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種組分同時(shí)分析，具有快捷、高效