環(huán)境氣體污染物采樣與現(xiàn)場快速分析新方法研究

趙歡

摘 要：現(xiàn)場采樣是環(huán)境污染物檢測過程的十分基礎(chǔ)且重要的環(huán)節(jié)。環(huán)境污染物較多，每種污染物采樣與分析方法不盡相同。該文以室內(nèi)環(huán)境中氣體污染物為研究對象，重點研究其現(xiàn)場采樣及現(xiàn)場快速分析方法，同時以甲醛為重點案例進行研究，以期豐富環(huán)境氣體污染物快速檢測方法成果。

關(guān)鍵詞：環(huán)境氣體污染物 采樣 分析

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0115-02

近年來，引發(fā)身體病變甚至危害生命的事件頻繁發(fā)生，人們開始重視居住環(huán)境，開始意識到環(huán)境氣體污染物的危害性，希望能有效地控制及減少環(huán)境氣體污染，因此，人們對室內(nèi)環(huán)境氣體污染物檢測需求也開始不斷增加。因此，文章以室內(nèi)環(huán)境氣體污染物為研究對象，重點研究其現(xiàn)場采樣和現(xiàn)場快速分析新方法。

1 現(xiàn)場采樣的重要性

現(xiàn)場采樣作為環(huán)境氣體污染物監(jiān)測的基礎(chǔ)，十分重要，會直接影響最后的檢測結(jié)果。因受外部環(huán)境因素的影響，比如氣候條件、房屋的結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場裝修等，環(huán)境中氣體污染物的分布并不均勻。假若所采集到的樣品不能夠代表整個室內(nèi)環(huán)境氣體污染物的平均構(gòu)成，則不論分析如何準確及認真，最后的結(jié)果也沒有意義。由于因此得到的分析結(jié)果，代表的是所做的分析氣體污染物的構(gòu)成，結(jié)果會直接影響人們得到錯誤的信息，做出不準確的判斷，會形成無法預(yù)估的后果。所以，要慎重地審查室內(nèi)環(huán)境氣體的采集方式是否得當(dāng)，結(jié)果是否具有代表性。

2 檢測環(huán)境污染物的采樣方法

2.1 氣態(tài)污染物的采樣方法

（1）直接采樣法。

如果空氣中要被測的成分其濃度相對高，抑或是采用的分析方式靈敏度較高時，能采用直接采樣法。采用此方法，最后的檢測結(jié)果會是一個平均濃度，瞬時的或者是短期內(nèi)的。與此同時，能夠很快地獲取相關(guān)的分析結(jié)果。

（2）有動力采樣法。

有動力采樣法指的是一個借力、借由介質(zhì)的方法，主要由抽氣泵、吸收介質(zhì)組成。具體原理則是，通過抽氣泵將空氣樣品吸收進瓶中的吸收介質(zhì)中，將待測的污染氣體濃縮在此，最后得到濃縮采樣。一般，吸收材質(zhì)是液體與多孔狀固體顆粒物。此方法，不但能夠濃縮待測氣體，還能去除干擾成分。

（3）被動式采樣法。

被動式采樣法是利用氣體分子擴散或滲透原理，不需要任何動力或者抽氣裝置，因此也被叫作無泵采樣器。這類采樣器一般體積較小，輕便，能夠制成各種工藝品，比如鋼筆或徽章等。使用時，可以將其作為個體接觸待測氣體，也能夠放置在待測場所中，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)采樣，也是一種間接檢測環(huán)境空氣質(zhì)量。當(dāng)前，被運用于室內(nèi)空氣污染或者個體接觸劑量的分析中。

2.2 顆粒物（氣溶膠） 的采樣方法

空氣中顆粒物質(zhì)的采樣方法很多，最基本的方法是自然沉降和濾料法。

（1）自然沉降法。

自然沉降法是使用顆粒物重力場原理，使得空氣中的顆粒物質(zhì)沉降至敞開的容器當(dāng)中，但是最終采集的只是較大直徑的顆粒物體。自然沉降法只會采集到直徑較大的塵粒，是測定室外空氣降塵的一個方式，很少用于室內(nèi)。此方法縱然相對簡單，卻容易受環(huán)境氣象等因素影響，所以誤差相對較大。

（2）濾料法。

濾料法則是依據(jù)料子切割器還有采樣流速等不同，分別用于采集空氣中不同直徑的顆粒物?？諝庵械钠苣z顆粒物的采集方式一般是直接進行阻截或者進行擴散沉降。空氣中的顆粒物大大小小處于并存狀態(tài)，如果采樣的速度一致，會致使一些直徑小的顆粒物采集的效率降低。除此之外，在采樣的途中，還會有附著在濾料上的顆粒物被彈走的情況。

3 以甲醛的現(xiàn)場采集與現(xiàn)場快速分析新方法為例

把固相微萃取衍生技術(shù)與自創(chuàng)設(shè)計的便攜式氣象色譜方法用于現(xiàn)場快速采集與分析檢測環(huán)境氣體污染物——甲醛含量。此方法的獨特優(yōu)勢體現(xiàn)在，首先，便攜式的氣體收集方式，能夠取代大型的標準化的吸氣機器。其次，固相微萃取方式能快速將收集的氣體在水中進行衍生、萃取。最后，迅速的便攜式氣相色譜分析，能夠快速得到監(jiān)測結(jié)果。這個新方法快速、操作簡便，用時一般不到30 min并且無溶劑殘留。此方式是一個有效的環(huán)境氣體污染物現(xiàn)場檢測新方法。

3.1 采集裝置設(shè)計

自創(chuàng)設(shè)計了簡易的采集氣體的裝置，簡易的吸氣裝置能夠模擬大型標準吸氣機器。此設(shè)備由三部分組成，左側(cè)一般是頂空瓶，其用于采集空氣中污染氣體的主流氣體。中間則是空氣泵，能夠產(chǎn)生動力。右側(cè)則是玻璃容器，模擬吸煙機，盡可能多地吸收氣體。所有的通道均是玻璃材質(zhì)，目的是盡可能減少吸附著壁。

3.2 氣體萃取

將可溶性的甲醛收集至簡易裝置容量25 mL的頂空瓶的1 mL水中，采集結(jié)束之后，往里加入20 mL的PFBHA溶液（20 mg/mL）。水中的甲醛則會和衍生劑發(fā)生反應(yīng)，從而生成衍生物。然后，將衍生物進行萃取，將其集富于SPME萃取頭中。

分別用3種商品化的SPME萃取頭對標準濃度的甲醛樣品進行萃取。65%濃度的聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯；85%濃度的聚丙烯酸酷；30%濃度的二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷。繼而考察，頂空瓶中不同的暴露溫度（20、30、40、50、60 ℃）不同萃取時間（2、4、6、8、10 min）以及收集煙氣的水體積（0.5、1、2、3、5 mL）磁力攪拌的速率采用1 100轉(zhuǎn)/min。萃取后，萃取頭經(jīng)由色譜進樣口進行熱脫附，并進行色譜分析。

3.3 衍生

把濃度不一的標準溶液裝至直徑1 cm寬的磁力攪拌棒，且容量25 mL的頂空瓶之中。與此同時，還要控制溫度。將實際采集到的溶1 mL水中的氣體，往其中加入前述的衍生劑，進行衍生操作。

3.4 便攜式氣相色譜條件

熱脫附條件一般溫度要求為250 ℃下進行脫附，此過程維持2 min。10 mx0.32 nunx.n.，0.25 cm涂層厚度進樣口，溫度250 ℃，不分流進樣模式，載氣為氫氣。檢測器為微型火焰離子化檢測器，溫度設(shè)定為200 ℃柱溫箱程序升溫40 ℃保持2 min，以30 ℃/min升到80 ℃保持2 min，再以30 ℃/min的速度升到180 ℃。

4 生成色譜圖

檢測時，盡量保持上條件，盡量保持一個最優(yōu)條件下，衍生-萃取之后，采用氣相色譜的方法，獲得一圈衍生物的色譜圖。多次檢測發(fā)現(xiàn)，空氣中含有甲醛濃度較高時，很可能會有很大的致癌性以及帶來其他毒害作用。

5 結(jié)語

進行室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)場采樣時，要嚴格規(guī)范操作，保證采集現(xiàn)場處于最佳條件，采集選點、流量校準等都要認真選擇校核。只有獲得有代表性的采集檢測樣品，才會得到有效且能真實反映環(huán)境的檢測結(jié)果。

參考文獻

[1] 尹雪梅.微環(huán)境中甲醛氣體的被動采樣及快速分析方法的研究[D].華東理工大學(xué)，2014.

[2] 林華清.煙氣及環(huán)境污染物采樣與現(xiàn)場快速分析新方法研究[D].復(fù)旦大學(xué)，2009.

[3] 鄧朝暉，池軍.室內(nèi)環(huán)境污染物現(xiàn)場采樣的分析與探討[J].工程質(zhì)量，2008（1）：19-20.