氣相色譜法在環(huán)境保護(hù)和環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用探討

毛偉斌

[摘要]隨著社會(huì)不斷進(jìn)步,人們對環(huán)境的要求越來越高,環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格,這就要求對環(huán)境污染的檢測和監(jiān)測朝更高靈敏度、更高選擇性、更方便快捷的方向發(fā)展。氣相色譜分析方法由于其技術(shù)上的優(yōu)勢能夠滿足這些要求。就結(jié)合案例分析其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]氣相色譜分析環(huán)境監(jiān)測

中圖分類號:X2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0820110-01

一、氣相色譜法對土壤中殘留農(nóng)藥的監(jiān)測

目前已經(jīng)建立了土壤樣品中氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的凈化、富集、毛細(xì)管氣相色譜的測定方法。與其他方法相比,檢測前處理步驟較為簡便、快捷,測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠,回收率較高,重現(xiàn)性好,靈敏度高,可同時(shí)進(jìn)行土壤中多種擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留的快速分析,具有良好的應(yīng)用前景,也有助于評價(jià)與監(jiān)測土壤中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留狀況,為合理而有效地使用此類農(nóng)藥提供依據(jù)。六六六和DDT為高毒性有機(jī)氯農(nóng)藥,有機(jī)氯農(nóng)藥具有水溶性高、脂溶性低,具有高殘留、易遷移的特性,盡管我國在1983年已明令禁止使用,但在許多地區(qū)的土壤、水體或沉積物中,六六六、DDT等有機(jī)氯農(nóng)藥仍有較高的檢出率,在沒有使用過農(nóng)藥的地區(qū),如西藏南迎巴瓦峰(海拔2600～4000m)的土壤、地衣、苔鮮中都檢測到了六六六。黃河部分河段、白洋淀地區(qū)端村水域生態(tài)系統(tǒng),珠江三角洲地區(qū)都檢測到了一定濃度的六六六。因此,對土壤中六六六殘留量的檢測仍具有現(xiàn)實(shí)意義。氣相色譜法測定土壤中六六六殘留量,分別對土壤中殘留的微量HCH進(jìn)行前處理,超聲波提取技術(shù)是近年來在樣品前處理中受到廣泛關(guān)注的新技術(shù),可以有效地提取環(huán)境中有機(jī)污染物,提取時(shí)間短,提取效率較高,且設(shè)備花費(fèi)較低,因而此技術(shù)大量應(yīng)用于環(huán)境樣品提取。

二、氣相色譜法室內(nèi)空氣中的有毒氣體的監(jiān)測

氣相色譜法分析室內(nèi)揮發(fā)性有害有機(jī)物對提高檢測計(jì)量這類有機(jī)物濃度的準(zhǔn)確性及可靠性,降低分析成本,促進(jìn)人類健康有很大幫助。

鄰氯苯乙烯是一種黃色液體,有刺激氣味。我國目前沒有鄰氯苯乙烯的測定方法,美國的測定方法為氣相色譜法。我們將美國測定方法用的10%SP-1000填充色譜柱改為我們?nèi)粘？諝鈾z驗(yàn)中常用的聚乙二醇20M與2-硝基對苯二甲酸的反應(yīng)產(chǎn)物(FFAP)毛細(xì)管通用色譜柱,這樣減少我們?nèi)粘９ぷ鞲鼡Q柱子,并且毛細(xì)管色譜柱比填充色譜柱分離效果好。我們按WS/T73-1996《工作場所空氣中有毒物質(zhì)檢測方法研究規(guī)范》的要求進(jìn)行研究,選用FFAP柱分離,建立了活性炭吸附采樣,溶劑解吸的氣相色譜法,結(jié)果較為滿意。應(yīng)用活性炭管采集空氣中鄰氯苯乙烯,CS2解吸后,氫火焰離子化檢測器氣相色譜法測定,結(jié)果表明測定鄰氯苯乙烯的效果良好,本方法在0～5000mg/L范圍呈線性關(guān)系;樣品在炭管中4℃冰箱可保存8d;方法的重現(xiàn)性好,不同濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～2.1%;方法的檢出限為1.0mg/L;平均解吸效率為77.4%～88.0%;當(dāng)空氣中的鄰氯苯乙烯濃度為91.05～534.79mg/m3時(shí),活性炭的采樣效率為98.17%～100%;100mg活性炭對鄰氯苯乙烯的穿透容量>6.6mg;空氣中與鄰氯苯乙烯共存苯乙烯、對氯苯乙烯、間氯苯乙烯等在本方法條件下不干擾測定。對于工作場所空氣中的苯系毒物以及車間空氣揮發(fā)性有機(jī)毒物,也可以將樣品用活性炭管采集,二硫化碳解吸后用毛細(xì)管柱進(jìn)行分離、火焰離子化檢測器檢測,以保留時(shí)間定性,峰面積定量。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品主要用于環(huán)境監(jiān)測分析中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制,亦用于分析儀器校正、分析方法比對和分析技術(shù)仲裁。苯系物標(biāo)樣是由國家環(huán)?？偩謽?biāo)準(zhǔn)樣品研究所研制,由多家實(shí)驗(yàn)室采用各種分析方法進(jìn)行測定,再經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理,確定其標(biāo)準(zhǔn)值和不確定度。南京市環(huán)境監(jiān)測中心站參加了國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品協(xié)作定值工作,曾用BP1石英毛細(xì)管柱25m×0.32mm×0.25μm,柱溫75℃,載氣N20.8mL/min測定,其中對二甲苯和間二甲苯兩峰分離不開。又用BP20石英毛細(xì)管柱25m×0.22mm×0.25μm,柱溫65℃,載氣N20,4mL/min測定,苯不出峰,且甲苯峰出在稀釋劑甲醇峰的拖尾上。要想測定苯系物標(biāo)樣中的7個(gè)組分含量,必須用兩根色譜柱,用兩種條件方能完成,比較繁瑣?，F(xiàn)采用二硫化碳稀釋標(biāo)樣,用程序升溫,程序升壓(調(diào)節(jié)載氣流量),一根色譜柱,在同種色譜條件下完成苯系物標(biāo)樣中7個(gè)組分測定,分離效果好,大大地簡化了分析過程。用氯苯作內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行定量,消除了大部分系統(tǒng)誤差,提高了分析精密。

三、氣相色譜法對地表水和地下水中有毒物質(zhì)的監(jiān)測

固相萃取-氣相色譜法測定水中硝基苯類有機(jī)污染物的方法進(jìn)行研究,利用OasisHLB萃取富集水樣、用DB-35MS或類似的毛細(xì)柱氣相色譜分離、電子捕獲檢測器檢測、標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量,并通過實(shí)驗(yàn)對影響萃取的條件進(jìn)行了優(yōu)化。該方法克服了傳統(tǒng)萃取方法溶劑用量大、毒性大、方法步驟繁瑣等缺點(diǎn),既能滿足痕量分析的要求,也能用于含量較高廢水的檢測分析,通過對實(shí)際樣品的檢測分析證明該方法是一種準(zhǔn)確性好、精密度高、檢測限低、方便實(shí)用的測試方法。水中氯苯類有機(jī)污染物用傳統(tǒng)的方法,分離效果不理想。目前主要采用強(qiáng)極性毛細(xì)管柱對11種氯苯類化合物分離測定,方法簡便快速,靈敏度高,能滿足飲用水、地表水的監(jiān)測要求。飲用水和環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)物給人體健康帶來危害,特別是有機(jī)鹵化物及因加氯消毒產(chǎn)生的三鹵代物等有害有機(jī)物,已受到很多國家重視。在揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)分析方法中,一般采用液液萃取氣相色譜法、頂空填充柱氣相色譜法(GB/T17130-1997)、頂空毛細(xì)管柱氣相色譜-質(zhì)譜法、吹掃捕集法等。吹掃捕集法較之其他兩種方法而言,具有樣品用量少、重現(xiàn)性好、富集倍數(shù)高、組分損失小、靈敏度高、無溶劑污染、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。

四、氣相色譜法的進(jìn)展

目前氣相色譜法的儀器自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高,特別是EPC(電子程序壓力流量控制系統(tǒng))技術(shù)已作為基本配置在許多廠家的氣相色譜儀上安裝,從而為色譜條件的再現(xiàn)、優(yōu)化和自動(dòng)化提供了更可靠更完善的支持。GC×GC(全二維氣相色譜)技術(shù)是近兩年出現(xiàn)并飛速發(fā)展的氣相色譜新技術(shù),樣品在第一根色譜柱上按沸點(diǎn)進(jìn)行分離,通過一個(gè)調(diào)制聚焦器,每一時(shí)間段的色譜流出物經(jīng)聚焦后進(jìn)入第二根細(xì)內(nèi)徑快速色譜柱上按極性進(jìn)行二次分離,得到的色譜圖經(jīng)處理后應(yīng)為三維圖。據(jù)報(bào)道,使用這一技術(shù)分析航空煤油檢出了上萬個(gè)組分。

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