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泰特儀器是生產(chǎn)氣相色譜儀的廠家，本文由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術(shù)人員主要對(duì)氣相色譜法的相關(guān)情況進(jìn)行了分析，并闡述了氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用情況。氣相色譜法是一種新型的監(jiān)測(cè)方法，將氣液色譜作為主要對(duì)象，當(dāng)前這種氣相色譜法在社會(huì)的很多領(lǐng)域都有廣泛地應(yīng)用，如自然環(huán)境的保護(hù)、化工、食品、臨床以及醫(yī)藥等方面。大氣污染監(jiān)測(cè)中，氣相色譜法也發(fā)揮著不可忽視的作用，因此要明確氣相色譜法的相關(guān)原理與工作流程，使其更好地應(yīng)用到大氣污染監(jiān)測(cè)中，為大氣環(huán)境保護(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1 氣相色譜法的概述

1.1 色譜技術(shù)的原理分析

色譜法是一種物理分離的方法，又被人們稱(chēng)作層析法，分離過(guò)程中，混合物在不同部分間流動(dòng)，一邊不是動(dòng)態(tài)的就被稱(chēng)為固定相，另一邊液體使混合物流經(jīng)固定相，被稱(chēng)為流動(dòng)相。流動(dòng)相中的混合物流過(guò)固定相后，能夠與固定相之間發(fā)生反應(yīng)。組成部分在結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)方面也是存在不同之處的，彼此的相互作用也會(huì)產(chǎn)生不同的效果。在相同推動(dòng)力的作用下，固定相中不同部分的停留時(shí)間是存在差異的，流出固定相是按照一定的順序進(jìn)行的，在兩相中進(jìn)行分配能夠分離混合物，因此被叫做色譜技術(shù)。

1.2 氣相色譜法的原理分析

氣相色譜的流動(dòng)相是氣體，其中涉及氣—固體色譜、氣—液色譜。之所以將流動(dòng)相選擇氣體使因?yàn)闅怏w沒(méi)有比較大的粘度，其在色譜柱中流動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較大的阻力。而且氣體的擴(kuò)散系數(shù)也相對(duì)比較大，在組分兩相之間能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)的快速傳遞，使得分離更加快速、高效?，F(xiàn)如今，沸點(diǎn)在500°C 以下的分離和監(jiān)測(cè)工作一般都使用氣相色譜法進(jìn)行。高壓氣體容器可以提供和承載氣體，要根據(jù)實(shí)際需要對(duì)壓力進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，通過(guò)余熱盤(pán)旋管道和檢測(cè)器的參比池進(jìn)入到柱子中。將液體和氣體試樣的裝置開(kāi)關(guān)分別設(shè)置在柱子的入口位置，載氣經(jīng)過(guò)熱導(dǎo)池進(jìn)入到大氣中。經(jīng)過(guò)柱子前后，流量計(jì)會(huì)對(duì)載氣流量進(jìn)行監(jiān)督控制。

2 氣相色譜法的優(yōu)勢(shì)與不足

氣相色譜法有一定的優(yōu)質(zhì)，能夠?qū)⒏鞣N組分在相同的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分離和分析，并且比較高效、快速，靈敏性較好。不需要大量的樣本，并且能夠在極大的范圍內(nèi)使用，并且氣相色譜法可以對(duì)皮克級(jí)痕量的污染物進(jìn)行測(cè)量。監(jiān)測(cè)過(guò)程中能夠?qū)⒔Y(jié)果及時(shí)反映出來(lái)，能夠高效的分析相關(guān)數(shù)據(jù)，在短短的幾分鐘或者十幾分鐘就能夠?qū)χ芷谶M(jìn)行分析。此外氣相色譜法在操作過(guò)程中對(duì)于壓力、溫度等要求并不多。

在認(rèn)識(shí)到氣相色譜法優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還需要注意其不足，氣相色譜法不能單純依靠色譜峰得出定性的結(jié)論，需要使用已經(jīng)獲得的色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而得出準(zhǔn)確的、定性的結(jié)論。

3 氣相色譜法在大氣污染監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用

當(dāng)前氣相色譜法有著極為廣泛地應(yīng)用，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，能夠監(jiān)測(cè)分析農(nóng)作物表面殘留的農(nóng)藥、分析純物質(zhì)中的雜質(zhì)、分析大氣中的有毒污染物等。

3.1 有毒試劑監(jiān)測(cè)

日常的生產(chǎn)生活中，有毒的試劑一般沸點(diǎn)都比較低，有比較強(qiáng)的揮發(fā)性，能夠輕易的擴(kuò)散到空氣中，使得人們的工作生產(chǎn)、生活等受到極為不利的影響。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化進(jìn)程日漸推進(jìn)，城市中的車(chē)輛數(shù)量增加，汽車(chē)尾氣中的一氧化碳以及氧化氮等有毒氣體排放到空氣中，使得大氣污染日漸嚴(yán)重。氣相色譜法具有較高的靈敏性，利用這種方法監(jiān)測(cè)大氣中的有毒氣體，能夠避免監(jiān)測(cè)過(guò)程中受到其他因素的干擾，使得監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可靠，進(jìn)而為空氣以及環(huán)境監(jiān)測(cè)提供科學(xué)的依據(jù)與參考。

3.2 有機(jī)污染物或氧化碳監(jiān)測(cè)

對(duì)于大氣中的有機(jī)污染物或者氧化碳等，可以使用氫火焰離子化的監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其有著很好的穩(wěn)定性和靈敏性，并且有較寬的線形范圍。大氣中的硫污染物可以使用氫火焰光度監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)火焰中一些元素發(fā)出的光譜確定濾光器的種類(lèi)，使用光電倍增管測(cè)量放大，這種方法基本上不會(huì)受到其他因素的干擾，并且靈敏性較好，也有一定的特異性。對(duì)于二氧化硫等污染物，可以使用微庫(kù)侖計(jì)進(jìn)行測(cè)量，這是利用電化學(xué)檢測(cè)儀器進(jìn)行測(cè)量的，通過(guò)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)測(cè)量電流，這種方法可以直接應(yīng)用到大氣的二氧化硫、硫化氫以及氧化氮監(jiān)測(cè)中，其靈敏性也達(dá)到衛(wèi)生監(jiān)測(cè)提出的要求。

3.3 熱不穩(wěn)定化合物監(jiān)測(cè)

熱不穩(wěn)定化合物中，包括有機(jī)酸、偏二甲肼、肼等，這些化合物的揮發(fā)性較低，不能采用GC法進(jìn)行直接的分離測(cè)定，都需要通過(guò)衍生化之后，形成易揮發(fā)且熱穩(wěn)定的化合物，才能夠采用GC法進(jìn)行測(cè)定。例如將XAD-2樹(shù)脂作為吸附劑，將芐基溴作為酯化劑，氧化銀作為催化劑，然后應(yīng)用GC法對(duì)氣相中揮發(fā)的有機(jī)酸衍生物進(jìn)行分析，由此得出的衍生率可達(dá)98%以上，最低檢出的濃度有幾個(gè)ppb。再或者在SG-2的固體吸附劑表面上凃硫酸，以便于收集空氣中的偏二甲肼和肼，用水洗過(guò)后，在加入糖醛開(kāi)始衍生化反應(yīng)處理，用GC法對(duì)偏二甲肼和肼中的衍生化物進(jìn)行分析。

3.4 一氧化碳和有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)

大氣中的主要組成部分包括氧、氮、水分、二氧化碳及某些不響應(yīng)或者響應(yīng)很小的無(wú)機(jī)氣體。對(duì)于這些有機(jī)物的測(cè)定，可以利用氫火焰離子化鑒定器進(jìn)行鑒定，這主要是由于此種鑒定方法對(duì)于有機(jī)物的鑒定具有很高的靈敏度，而且線性范圍較寬，穩(wěn)定性非常好，因此對(duì)于大氣中有機(jī)污染物的測(cè)定效果也比較好，可以進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。例如對(duì)于氫火焰離子化鑒定器的應(yīng)用，表現(xiàn)出如下特點(diǎn)：在進(jìn)樣系統(tǒng)中，增加鎳反應(yīng)器，這樣可以將一氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷，同時(shí)此儀器上還能夠增加一個(gè)對(duì)總碳?xì)浠衔锖窟M(jìn)行測(cè)定的進(jìn)樣器，這樣，即使是在一個(gè)比較短的色譜圖上，也能夠同時(shí)表達(dá)不同的大氣污染物，從而確保測(cè)定的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.5 硫污染物的監(jiān)測(cè)

對(duì)于大氣中硫污染物的監(jiān)測(cè)，可以應(yīng)用氫火焰光度鑒定器進(jìn)行測(cè)定，火焰光度鑒定器是當(dāng)前應(yīng)用靈敏度及選擇性都比較高的一種鑒定器，此種儀器的應(yīng)用原理是利用一些元素在火焰中可以發(fā)出特有的光，從而根據(jù)所發(fā)射的光譜選擇適當(dāng)?shù)臑V光器，再用光電倍增管對(duì)其進(jìn)行放大測(cè)定，這實(shí)際上是一種光譜與色譜聯(lián)合的裝置?；鹧婀舛辱b定器不僅有較高的靈敏度，還有較強(qiáng)的特異性，幾乎沒(méi)有什么物體可以對(duì)其產(chǎn)生干擾。以大氣中檢測(cè)硫污染物的自動(dòng)檢測(cè)儀器進(jìn)行分析，將空氣作為載體，同時(shí)消除空氣峰所產(chǎn)生的影響，利用聚四氟乙烯塑料當(dāng)作填充擔(dān)體和色譜柱，以解決硫化物的吸附問(wèn)題。采用滲透管法進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣源進(jìn)行定量測(cè)定。

3.6 汽車(chē)廢氣中光化學(xué)產(chǎn)物監(jiān)測(cè)

對(duì)于大氣中的汽車(chē)廢氣監(jiān)測(cè)，主要采用電子捕獲鑒定器進(jìn)行測(cè)定，電氣捕獲鑒定器的靈敏度和選擇性非常高，是一種高效能的色譜鑒定器。汽車(chē)廢氣中的電負(fù)性化合物具有較高的靈敏度，是電負(fù)性越強(qiáng)，電子吸收系數(shù)越大的一種化合物，由此使得其所表現(xiàn)出來(lái)的靈敏度也越高。因此，此種儀器在大氣中對(duì)于金屬有機(jī)化合物的監(jiān)測(cè)應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用此種儀器，對(duì)于DDT和有機(jī)氯農(nóng)藥都能夠檢測(cè)出來(lái)。例如應(yīng)用氫火焰離子化鑒定器，對(duì)空氣中的有機(jī)氟化物進(jìn)行測(cè)定，由于全氟異丁烯的毒性較大，相當(dāng)于光氣的10倍，如果直接用氫火焰離子化鑒定器進(jìn)行測(cè)定，肯定不能滿足衛(wèi)生監(jiān)測(cè)的要求，而如果應(yīng)用電子捕獲鑒定器進(jìn)行測(cè)定，則能夠大大提高有機(jī)氟化合物測(cè)定的靈敏度。

使用針對(duì)性的、合適的方法對(duì)大氣中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量和判斷大氣中的污染物情況，并且及時(shí)采取有效的策略進(jìn)行處理和解決，使得大氣環(huán)境能夠得到逐步的改善。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)大氣環(huán)境的質(zhì)量要求逐漸提高，環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格，在大氣污染監(jiān)測(cè)中，氣相色譜法發(fā)揮著極為重要的作用，國(guó)家和政府需要提高重視程度，在今后的研究與發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的投入力度，使其氣相色譜法能夠更加便捷、靈敏，并且具有良好的選擇性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展，為大氣污染監(jiān)測(cè)以及其他監(jiān)測(cè)提供服務(wù)，為人類(lèi)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境服務(wù)。