氣相色譜法在環境質量檢測中的應用

褚蕓，張吉君

（1.蘇州大學衛生與環境技術研究所，江蘇蘇州215221；2.蘇州市吳江區公安局交警大隊平望中隊，江蘇蘇州215221）

氣相色譜法在環境質量檢測中的應用

褚蕓1，張吉君2

（1.蘇州大學衛生與環境技術研究所，江蘇蘇州215221；2.蘇州市吳江區公安局交警大隊平望中隊，江蘇蘇州215221）

氣相色譜技術是當前環境檢測領域的重要分析手段之一。經過近幾十年的發展，氣相色譜技術在環境檢測各個領域的應用都取得了長足的進步和發展?；诖?，介紹氣相色譜技術在環境質量檢測領域的應用，包括大氣環境、室內空氣、水體以及其他類型污染物，并探究氣相色譜技術未來的發展趨勢。

氣相色譜法；環境檢測；色譜柱

色譜法的工作原理是運用不同物質在氣液兩相中的不同分配系數，當氣液兩相之間做轉換時，物質由于分配系數的因素，向固相或者液相中聚集，從而實現分離的分析方法。常規的色譜分析中，將氣體流動相的稱為氣相色譜，液體流動相的稱為液相色譜。其中，氣相色譜技術具有高效的分離能力、快速的分析速度、易操作等優點。

1 氣相色譜技術簡介

1.1 氣相色譜技術發展現狀

社會高速發展的同時，人類也將有害污染物質不斷排入水體、大氣及土壤中，世界許多地區面臨著食物、空氣的污染。有機污染物監測的常用方法有GC（氣相分析）、GC-MS（氣相質譜分析）、HPLC（高效液相分析）法等［1］。其中，GC法的運行成本低廉，操作性相對簡單，是歐美國家以及我國最為常用的檢測手段。氣相色譜分析技術在對組分復雜的污染水體、微量元素的有機物分析方面優勢明顯。GC技術的優勢在于分析性能優越，MS技術能夠展現物質的結構特征。二者相結合的GC-MS技術已經成為國內外環境檢測機構首選的鑒定工具。

1.2 氣相色譜法的優缺點

與其他傳統檢測方法相比，氣相色譜優點主要表現在以下幾點：工作效率高，反應靈敏，分析快速，多任務同時進行，樣品用量少等；應用范圍較為廣泛，對實驗環境的溫度、濕度和氣壓要求低。氣相色譜技術以氣體為流動相，使用固體吸附及有機液體作為固定相。缺點主要是固體吸附劑品種少、重現性較差，目前在分離分析永久性氣體和低分子碳氫化合物方面運用較多。

2 氣相色譜技術在環境檢測中的應用

2.1 有機化學污染物的檢測

有機化學污染物在農田中表現為氯、磷農藥超標，農藥中的有機氯為一種神經毒素，可以殘留在植物和土壤內很長時間，而且不易降解，環境危害大。農藥中的有機磷呈油狀液體，其特點是不溶于水，溶于一部分動植物油和有機溶劑。農藥中的有機磷會經過人或者動物的消化道和皮膚、黏膜等組織進入人體內環境。

對于此類污染物的檢測，儀器需配置火焰光度檢測器，采用硬制玻璃柱，其長度為2m，內徑為4mm。玻璃柱內充填硅烷化硅藻土，根據檢測的物質設置柱溫為170～240℃，汽化室溫度200～240℃，檢測器溫度230℃左右，載氣為氮氣，控制流速大致為60mL/ min，燃燒氣為純度大于99.99%的氫氣，設置流速為每160mL/min［2，3］。

在適當的檢測條件下，配置氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀，同樣可以檢測水中的三氯甲烷（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多種水體中的有機污染物［3］。

2.2 微量金屬元素的檢測

氣相色譜技術是分析和檢測有機污染物的重要方法，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足發展。目前來看，氣相色譜技術可以分析硒、鈹、銅等微量金屬元素。檢測硒的具體方法是在酸性液體環境中，使用1，2-鄰苯二胺及其衍生物與四價硒發生反應，當OPD試劑的量足夠時，可以生成具有一定揮發性的物質，有機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器的氣相色譜儀測定其含量［4］。

2.3 氣相色譜技術在環境檢測中的應用現狀

我國人均水資源匱乏，并且受到了洪澇、干旱、缺水和水環境污染等幾大問題，尤其是水環境的不斷惡化問題更為嚴重，其中的有機化學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發，油氣資源的開采、加工和運輸，加上相當規模的化工及能源企業將未達標的工業廢水、廢氣排入自然界中，以及農田中農藥的過度施用，降水使得這些超標污染物進入河流，從而污染了江河湖海等水體。借助氣相色譜儀器的優越性能，從事環境檢測與監測的工作人員可以快速、準確地得到監測水體的污染情況，及時地分析水體中的苯、甲苯、重金屬元素、微量痕量元素等50多種有機毒物污染情況。

3 結語

通過介紹氣相色譜技術的特點，以及在檢測有機化學污染物和微量金屬元素方面的應用，認為氣相色譜法基本可以滿足環境檢測方面的需求。目前來看，氣相色譜技術在包括環境檢測領域在內的眾多方面應用廣泛。其分析的物質類型多樣，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℃，只要待測物質處于上述允許溫度范圍內，同時蒸汽壓力位于0.2～10.0mm汞柱，具有較穩定的狀態下，均可以使用氣相色譜技術進行檢測分析。與此同時，氣相色譜法在核工業、醫藥衛生行業、食品加工業、農業育種及物理化學等方面也具有著廣泛的應用前景。

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

[2]付晶.氣相色譜法在環境監測中的應用[J].化工管理,2013,29 (18):18.

[3]劉艷,黎明,黃衛.氣相色譜法測定水環境中有機物幾種前處理技術探討[J].湖南理工學院學報:自然科學版,2011,24(2):91-94.

[4]李紅莉,孫宗光,宮正宇,等.水中重點有機磷農藥的毛細管氣相色譜法測定[J].化學分析計量,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，研究方向：環境檢測。