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气相色谱技术在环境监测中的应用及进展

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  摘 要:随着我国社会经济的不断发展,人民生活水平不断提高,与此同时带来的是环境质量的不断恶化,包括水环境、土壤环境、大气环境等。近年来,各种污染物在环境介质中不断检出,近年来不断报出的污染问题,不仅对生态平衡造成了破坏,对人们的生活质量及身体健康带来了极大的威胁。环境监测在现阶段显得至关重要,在各种监测手段中,气相色谱技术得到了迅速的发展和应用,因此本文对气相色谱技术的发展及应用进行研究,阐述了气相色谱在各种环境介质中应用的实例,为现阶段环境监测工作的发展提供一定参考作用。
  关键词:气相色谱;环境监测;应用;发展
  气相色谱在应用中具有明显的优势,灵敏度高,效率高,选择性强,应用领域广泛等,并且非常适用于易挥发有机物的定量及定性分析,并且对于不易挥发化合物可先进行气化后,对其分析,因此对化合物的应用范围也很广,若后续配合红外光谱或质谱,则可达到更高的准确性,是有机化合物检测中至关重要的检测方法。
  1 气相色谱在环境监测中的应用
  1.1 在水环境监测中的应用
  随着环境污染问题的日益加重,越来越多的污染物在水环境中检出,常见的可检出污染物有卤代烃、可溶性气体、苯系物、有机酸、有机氯,及近年来不断引发关注的新兴有机污染物,如多环芳烃、多氯联苯等,而这些化合物的分析都可使用气相色谱法测定,因此气相色谱法在包括地下水、地表水、生活污水及工业废水等领域中都有广泛应用。在对卤代烃的测定中,主要以顶空气相色谱法为主。张芹[1]等使用气相色谱-质谱联用的方法,在40℃的吹扫温度,12min、240℃解吸温度,3min解吸时间的条件下,分析了水中13种挥发性卤代烃化合物。在对苯系物的测定中,田艳[2]等,利用吹扫捕集气相色谱质谱联用法,建立了地表水氯苯类化合物的检测方法,可检出12种有机氯苯化合物,且具有检出限低,样品损失率低等优点。
  1.2 在土壤环境监测中的应用
  气相色谱在土壤环境中的应用广泛,例如对腐殖质、农药、植物生长激素、亚硝胺、无机金属化合物等都可进行测定,但主要倾向于对土壤残留有机磷农药的检测中,由于有机磷农药自身具有药效显著,残留时间短等特点而被大量广泛使用,但残留的有机磷对生物体具有很强的毒性,不仅对牲畜造成威胁,并且会造成人体急性中毒。若结合质谱联用,不仅可同时进行定性定量分析,还能给出未知化合物组分的结构及分子量等关键信息。葛娜等采用乙腈提取方法,经净化后,采用甲苯-乙腈(3∶1)梯度洗脱后,洗脱、氮吹、定容,用气相色谱质谱联用,对菠菜中残留的唑类农药进行检测,共检出包含环氧七氯、三唑酮、氟硅唑等在内的11种农药残留化合物。曹慧等采用固相萃取法进行样品前处理,气相色谱/三重四级杆质谱法,在果蔬中,共检出50种有机磷及菊酯类农药残留化合物,基质加标实验证实回收率均在可使用范围内。
  1.3 在大气环境监测中的应用
  随着近年来社会经济的不断发展,汽车尾气等大量排出,以及在社会工业发展过程中不可避免产生的挥发性有机污染物,致使空气质量的不断下降。近年来不断报出的大气悬浮颗粒物对人们身体健康造成的严重影响,因此大气环境质量监测也越来越受重视。气相色谱也广泛应用于大气污染物的检测中,包括有毒有害气体、气溶胶、大气悬浮物、挥发性有毒有机污染物。80年代以来,气相色谱在针对大气飘尘的监测中也有了普遍应用,已先后在成都,北京、沈阳、兰州等地区进行了实地监测。一般情况下,在对空气污染物进行监控室,都会利用石油醚进行样品处理分析,使用外标法进行定性定量分析,调试最佳参数,才能达到最佳效果。蔡霞等采用活性炭管对样品进行采集,在二氧化硫条件下解析30min,后进入色谱分析操作,建立了对空气中痕量氯乙酸甲酯的分析方法,并且回收率达标,得到了广泛关注。屈春花等利用活性炭对废气进行采集,用二氧化硫解析后进行色谱分析,测定出11种苯系物,并且分离效果良好,加标回收率在98.4%~102.8%。
  2 气相色谱在环境监测应用的展望
  近年来,气相色谱已成为科学研究中必不可少的重要检测手段,并且气相色谱联用已成为发展趋势。目前常用的有气相色谱质谱联用、顶空气相色谱、气相色谱-热解析技术联用、氣相色谱-红外光谱联用等等。
  在气相色谱的联用中,最普遍应用的是气相色谱质谱联用,具有很多优点,例如:能够用很好的避免气相色谱稳定性差的缺点,能够充分发挥其优势,达到所需准确性。
  在与红外光谱联用的应用中,可以充分利用气相色谱高效率分离的特点并结合分析结构官能团分析,为环境监测工作提供充分保障。
  在今后的环境监测工作中,随着气相色谱技术的不断成熟与提高,将会成为科研工作中必不可少的技术。随着联用技术的进步,在环境监测中能够发挥的作用将会越来越大,应用范围也会越来越广,对环境保护工作的进行提供更好地支持。
  3 结论
  从近年来气相色谱的发展来看,其技术水平已逐渐成熟,并且在环境监测、食品药品检测及药物成分分析中都有重要地位,能够较好的应用于各个领域的相关检测中。气相色谱的发展,为有害残留物分离鉴定、食品安全检测及环境有害威胁成分的鉴定提供了坚实的基础,相信气相色谱技术在未来的发展中,必然在各个领域发挥出更大更具独特优势的作用。
  参考文献:
  [1]蔡霞,王刚.顶空气相色谱法测定水中甲醇和乙醇[J].污染防治技术,2016(4):73-75.
  [2]屈春花,马艳,李新科.气相色谱法同时测定污染源废气中11种苯系物[J].西南大学学报(自然科学版),2018,40(1):135-139.
  作者简介:童朝成(1985-),男,汉族,湖北随州人,本科,助理工程师,目前在第三方实验室工作。
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