气相色谱法在大气污染监测的应用
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摘要：大气污染是我国生态环境污染中一个突出的问题，大气污染包括温室效应和雾霾等，大气污染不仅会对人们的身体健康造成危害，还会对全人类的生存和持续发展造成严重威胁，近年来我国对大气污染监测的重视程度不断增强，气相色谱法是目前一种技术先进和效果显著的检测方法，气相色谱法是一种新型的检测技术，具备快捷、准确、高效、精度高等优势，本文对气相色谱法原理进行介绍，对气相色谱法在大气污染监测中的应用情况进行分析研究，为大气污染监测工作提供参考。
关键词：气相色谱法;大气污染监测;应用
中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）06-0-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.050
Abstract：Air pollution is a prominent problem in China’s ecological environment pollution.Air pollution includes greenhouse effect and haze.Air pollution not only harms people’s health，but also poses a serious threat to the survival and sustainable development of all mankind.In recent years，China’s emphasis on air pollution monitoring has been increasing.Gas chromatography is a technologically advanced and effective detection method. Gas chromatography is a new type of detection technology with fast，accurate，efficient and high precision.Advantages，this paper introduces the principle of gas chromatography，analyzes the application of gas chromatography in air pollution monitoring， and provides reference for air pollution monitoring.
Keywords：Gas chromatography;Air pollution monitoring;Application
1 氣相色谱法概述
1.1 色谱技术
色谱技术属于物理分离技术的一种，亦被人们叫做层析技术，色谱技术依靠各种物质在各种相态中的选择性分配原理，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，待检测混合物中各类物质成分会按照不同速度从固定相中流过，最后实现对混合物中各类物质成分的分离。利用色谱技术对物质进行分离时，因为混合物质中不同成分的流动性能存在差别，把状态不动的部分定义为固定相，把流过固定相的流体混合物质定义为流动相，在待分析物质随流动相通过固定相时，待检测物质和流动相物质之间会进行反应，因为待检测物质和流动相混合物质的物质成分及性质比较复杂，不同物质成分和流动相混合物之间发生的反应也不同，在相同的实验条件下，待检测物质中的不同物质成分必然会在固定相和流动相中呈现不同的反应现象及停留时间，待检测物质在通过固定相的时候会呈现不同的次序，根据该原理就可以达到将混合物中不同的物质组成进行分离和检测的目的，这便是色谱技术的分离和分析原理，依据物质的不同分离机制可以分为吸附色谱、离子交换色谱、分配色谱等。
1.2 气相色谱法的原理
气相色谱法是以气体为移动相的色谱法，气相色谱法按照固定相种类主要分为气液色谱法和气固色谱法，选择气体作为流动相是由于气体的粘度很小，在色谱柱中流动过程中形成的阻力较小，加之气体具有相当大的扩散系数，这些因素为物质组分在两相之间进行高效传递提供了良好条件，以此原理达到将气体混合物进行高效、精确分离的效果[2]。在运用气相色谱法进行大气污染监测的工作过程中，采集和承载气体可以使用压力气体容器，再依据检测的实验条件对气体压力做相应调节，让检测气体试样与液体混合物经过余热盘旋管和检测器渗比池流入各种色谱柱里，当气体试样通过导热池流入大气的时候对待检测气体进行分离并检测，一般情况下，沸点小于300℃的气体分离和分析中都采用气相色谱法进行。
2 气相色谱法在大气污染监测中的应用
2.1 热不稳定化合物检测应用
热不稳定化合物是大气污染中的一部分，热不稳定化合物主要包含有机酸、肼以及偏二甲肼等，这些热不稳定化合物可以采用气相色谱法进行检测。然而这些热不稳定化合物自身的挥发性很弱，无法直接利用气相色谱法进行检测，必须首先将这些热不稳定物质进行衍生化处理，处理后这些物质会转变成为发挥性强且热稳定性高的物质，再采用气相色谱法进行检测。在实际检测大气中热不稳定化合物的过程中，通常采用XAD-2树脂用作吸附剂，以氧化银用作催化剂，以苄基溴用作酯化剂，大气中的热不稳定化合物经过这样处理后的衍生率可以达到大约98%，再利用气相色谱法进行检测，热不稳定化合物检出精度可以达到低于10μg/L，检出的精度满足有关标准的规定。此外，可以采用在SG-2固体吸附剂的表面涂抹硫酸的方式达到更好收集大气中热不稳定化合物的目的，然后经过水洗获得检测样本，加入糖醛与所收集样本中的不稳定物质发生衍生化反应，最后采用气相色谱法对衍生化反应处理后的样品进行检测。
2.2 有机污染物和氧化碳物质检测中的应用 有机污染物和氧化碳物质是目前大气污染中的重要组成，如果大气中的有机污染物和氧化碳物质浓度超标，会对人体造成危害并导致区域气温升高，气相色谱法适用于大气中有机污染物和氧化碳物质的检测，在使用气相色谱法进行检测时，根据有机污染物和氧化碳物质的特性，利用氢火焰离子化检测器或检测设备可以实现对有机污染物和氧化碳物质的检测，该检测器在实际运用过程中，具备比较宽的线性范围，可以和大气中的有机污染物和氧化碳物质快速进行反应，达到对污染物检测的目的。因此，该检测器具有良好的精确度和稳定性。该检测方法在检测大气中有机污染物和氧化碳物质应用燃烧的原理，污染物质在燃烧时氢火焰中不同元素会产生特性光谱，再利用光电倍增器对光谱放大并测量，最后确定滤光器中有机污染物的类别，该检测方法能够用于大气中有机污染物和氧化碳物质的监测，由于不同有機物质燃烧时具有特异性光谱的，可以有效避免其他因素造成的干扰，检测的精度能够达到有关标准。
2.3 有毒物质检测中的应用
我国在经济建设和社会发展的同时，大量的工业废气和汽车尾气排入大气中，这些废气和尾气中含有大量的有毒物质成分，这些有毒物质主要包括一氧化碳以及氧化氮等有毒物质，此类有毒物质普遍具有挥发性比较强和沸点比较低的特点，如果不对这些有毒物质采取有效措施进行处理，就会扩散进入大气环境中，对大气造成严重污染，最终对人体健康构成严重危害。气相色谱法对这些有毒物质成分的分离检测灵敏度高，检测精度和效率也很高，并且在检测的时候不会受到某些不确定因素的影响，能够使得检测结果的准确性得到很好的保证，从而为大气污染监测和环境保护提供充分保障。
2.4 汽车尾气中光化学产物检测应用
我国目前汽车拥有非常大，汽车尾气对大气造成的污染在大气污染总量中占据很大比例。汽车尾气中的光化学化合物是重要的污染源，汽车尾气中的光化学化合物属于电负性化合物，气相色谱法在汽车尾气的监测方面比较适用。实际检测中主要凭借电子捕获检测器进行监测，电子捕获检测器在金属有机化合物的检测方面具有很强的适用性，例如采用电子捕获检测器能够把含有机氯的农药和DDT完全监测出来，电子捕获器鉴定器又有很强的选择性和精确度，由于汽车尾气中的光化学化合物自身具备相当高的电负性，这些电负性化合物吸收电子的能力很强，因而电子捕获检测器对此类污染物的监测精度很高。例如对汽车尾气中的有机氯化合物进行检测时，有机氯具有很强的毒性，如果直接使用氢火焰离子化检测器来检测的话会违反卫生监测规范，此时就可以利用电子捕获检测器来辅助气相色谱法进行检测，可以保证汽车尾气中有机氟化合物的检测精度。
3 结语
随着大气污染问题变得日益严重和复杂，大气污染监测工作面临巨大挑战，气相色谱法作为一种高效、快捷和准确的大气污染监测技术，在大气污染监测中有着非常广阔的应用前景，未来将在大气污染监测工作中占据无可替代的地位。政府和相关大气污染监测部门应重视对该技术的应用和研究投入，充分发挥气相色谱技术在大气污染监测中的优势，更好地为大气污染监测和环境污染防治总体工作提供服务。
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收稿日期：2019-02-18
作者简介：岳建伟（1982-），男，汉族，硕士，工程师，研究方向为环境监测、环境保护。
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