試析如何有效開展化學(xué)品危險(xiǎn)性的快速檢測

李 趙，王 晶，胡 琴，楊 亮，郭勤烈

（四川省化工質(zhì)量安全檢測研究院，四川 成都 610031）

0 引言

對于化學(xué)危險(xiǎn)品來說，通常是具有易燃易爆、腐蝕屬性的化學(xué)品，其會給人體健康和生命產(chǎn)生威脅。通常情況下，受到外加壓力等因素影響，化學(xué)危險(xiǎn)品容易受到溫度、碰撞等因素影響而發(fā)生威脅事故，嚴(yán)重影響周圍群眾日常生活和生命安全。一些化學(xué)危險(xiǎn)品如果發(fā)生泄露，不僅會污染環(huán)境，并給人體健康埋下隱患，同時(shí)化學(xué)機(jī)制作用速度比較快，所以不管是化學(xué)危險(xiǎn)品運(yùn)輸還是保存，都要做好檢測工作，通過快速檢測，及時(shí)反應(yīng)，從根源上降低化學(xué)品危險(xiǎn)事故發(fā)生率。

1 化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測的意義

近年來，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高，工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，化學(xué)品使用和運(yùn)輸為現(xiàn)代工業(yè)改革發(fā)展提供了有利條件。新技術(shù)、新產(chǎn)品，被廣泛運(yùn)用在人們?nèi)粘Ｉ钪?，讓人們生活方式發(fā)生明顯變化。對于化學(xué)危險(xiǎn)品來說，展現(xiàn)出易燃易爆、有毒有害等特點(diǎn)，其危險(xiǎn)性比較高，對人們身體健康和生命安全造成嚴(yán)重威脅。化學(xué)危險(xiǎn)品的快速檢測，對社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

在對化學(xué)品危險(xiǎn)性評估中，主要指標(biāo)在于腐蝕性，通過對化學(xué)品腐蝕性的檢測，能夠保證化學(xué)品運(yùn)輸和儲存安全。長時(shí)間以來，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域全面加強(qiáng)化學(xué)品腐蝕研究，并且在腐蝕檢測方面取得了良好研究成果，主要是從在線檢測和離線檢測兩個(gè)方面，控制化學(xué)品腐蝕。在腐蝕層面上，腐蝕機(jī)制和理論研究比較成熟，各種防腐技術(shù)得到了全面推廣與使用，加快了化學(xué)危險(xiǎn)品檢測效果[1]。當(dāng)前，我國關(guān)于化學(xué)危險(xiǎn)品腐蝕危險(xiǎn)性檢測與研究，依然是按照聯(lián)合國發(fā)布的有關(guān)危險(xiǎn)品運(yùn)輸要求，檢測方法包括物理檢測方法、化學(xué)檢測方法等。通過對化學(xué)危險(xiǎn)品的快速檢測，能夠縮短化學(xué)危險(xiǎn)品腐蝕性檢測時(shí)間，提高化學(xué)危險(xiǎn)品運(yùn)輸水平和安全性，對推動我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)性意義。

2 開展化學(xué)品危險(xiǎn)性快速檢測的相關(guān)方法

2.1 物理檢測方法

物理檢測方式通常不會加入額外試劑，主要是結(jié)合物理分析自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對其特異性進(jìn)行檢測，廣泛采用的檢測方法有光譜檢測、色譜檢測等方法，應(yīng)用簡單且檢測結(jié)果準(zhǔn)確，靈活性強(qiáng)，不會給檢測物造成影響。

2.1.1 光譜檢測方法

對于光譜檢測方式，主要是物質(zhì)離析吸收特定光波以后將會產(chǎn)生能級躍遷現(xiàn)象，發(fā)射或者吸收對應(yīng)的波長光能，形成對應(yīng)的光譜，結(jié)合物質(zhì)特定光譜確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成成分。對于光譜檢測方式來說，其分析效率高、對物品純度沒有太高要求，但是對標(biāo)準(zhǔn)樣品有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，需要及時(shí)更新建模，相關(guān)設(shè)備成本高。

拉曼光譜檢測方式主要是根據(jù)分子自動振動和轉(zhuǎn)動過程產(chǎn)生特定波長的散射光譜，對物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測與研究。通過使用便攜式拉曼光譜設(shè)備對多種爆炸化學(xué)品進(jìn)行檢測，不會對被檢測物造成損傷，同時(shí)也能根據(jù)特征峰值確定不同爆炸化學(xué)品屬性和組成。

紅外光譜檢測方式的工作原理主要是通過吸收紅外光能量，促進(jìn)分子振動，讓其振動能級和轉(zhuǎn)動能級發(fā)生明顯變化，其也被稱之為分子振動光譜。在使用紅外光譜檢測方法時(shí)，可以利用彈光確定光程差周期變化情況，從而設(shè)計(jì)對應(yīng)的紅外光譜吸收方案，提高靜態(tài)干涉系統(tǒng)在氣體定量定性檢測過程中的抗干擾能力。和傳統(tǒng)檢測方法比較，檢測精度比較高，誤差比較小，一般誤差不會超過5%?；蛘呤褂帽銛y式傅里葉紅外光譜設(shè)備，通過自主設(shè)計(jì)確定檢測方法，可以檢測化學(xué)品中多種揮發(fā)性物質(zhì)[2]。

熒光檢測方法主要是根據(jù)熒光性物質(zhì)自身特點(diǎn)和熒光強(qiáng)度來對化學(xué)品危險(xiǎn)性進(jìn)行定量與定性分析，在富集水樣中加入螯合物，利用便攜式X 射線熒光光譜設(shè)備完成水樣檢測，能夠從中獲取多種重金屬物質(zhì)。對于傳統(tǒng)臺式檢測設(shè)備來說，由于體積比較大，操作較為復(fù)雜，在現(xiàn)場快速檢測應(yīng)用中具有一定局限性，而芯片式以及紙質(zhì)傳感器自身重量比較輕，體積小，能夠靈活應(yīng)對各種突發(fā)事故。

對于重金屬配合物下的磷光探針是當(dāng)前化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測中主要采用的檢測方法，展現(xiàn)出使用周期長、托克斯位移大、無熒光干擾等特點(diǎn)，在化學(xué)傳感、生物醫(yī)學(xué)等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。一般情況下，如果把處于基態(tài)環(huán)境下的分子轉(zhuǎn)變程不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，將會產(chǎn)生一種光子發(fā)光現(xiàn)象，這種光也就是通過熒光探針進(jìn)行化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測的方法。磷光光譜法一般檢測壽命期限比較長，并且發(fā)射波長能夠隨意調(diào)節(jié)，在檢測過程中應(yīng)用便利，檢測效果好。利用發(fā)光光譜可以直接檢測化學(xué)危險(xiǎn)品中含有的重金屬物質(zhì)。

2.1.2 色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法

氣相色譜能夠快速將混合物進(jìn)行分離，質(zhì)譜則能夠結(jié)合碎片離析分布情況了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)屬性，色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)則是將兩種檢測技術(shù)的優(yōu)勢充分結(jié)合，可以對一些比較復(fù)雜的化學(xué)成分進(jìn)行檢測與分離鑒定。在具體操作中，可以使用氣相色譜/質(zhì)譜測定方法檢測化學(xué)危險(xiǎn)品中硫醇類致嗅物，或者利用HP－VOC 色譜柱來實(shí)現(xiàn)樣品分離，檢測下限數(shù)值是0.1μg/L。通過氣相色譜/質(zhì)譜法，能夠檢測化學(xué)品中多種揮發(fā)性有機(jī)物，檢測數(shù)值在0.01～0.11μg/L[3]。在具體操作中，無須對化學(xué)品提前處理，分離效果好，應(yīng)用便利，適合應(yīng)用在化學(xué)品應(yīng)急檢測活動中。

2.2 化學(xué)檢測方法

化學(xué)檢測方式主要是在化學(xué)反應(yīng)作用下，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的顏色、發(fā)光強(qiáng)度等情況對檢測樣品進(jìn)行檢測與分析，主要采用的化學(xué)檢測方法有比色法、化學(xué)發(fā)光分析法等，其檢測速度比較快，不會給環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，同時(shí)樣品使用量比較少。

比色法主要是對有色溶液顏色進(jìn)行測量，檢測化學(xué)品中各種成分含量，檢測效果比較明顯，適合應(yīng)用在重金屬物質(zhì)、有毒物質(zhì)等檢測中。通過使用對應(yīng)鋁檢測試紙，把試紙加入水楊基熒光酮浸泡液內(nèi)，連續(xù)浸泡兩次，在溫度60℃環(huán)境下，將其放置在特定波長的光電檢測設(shè)備中，檢測時(shí)長是15min，根據(jù)檢測結(jié)果，確定其線性關(guān)系。分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸收度，對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。它具有靈敏度高、操作簡便、快速等優(yōu)點(diǎn)。目視比色法通過把帶檢測物質(zhì)少量滴注在檢測試紙中，根據(jù)其顏色變化了解化學(xué)危險(xiǎn)品屬性和類型及大致含量，無須借助相關(guān)設(shè)備通過眼睛直觀比較，在重金屬元素、砌體等檢測中應(yīng)用廣泛。但是這種檢測方式只是適合應(yīng)用在結(jié)構(gòu)相對簡單的化學(xué)品中，無法對一些混合化學(xué)品進(jìn)行檢測。

伏安法主要是讓被測物質(zhì)電逐漸進(jìn)入電極中，通過預(yù)電解處理方式，加入反向電壓，讓沉積在電極中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)繪制伏安特曲線圖，采用定量與定性分析方式進(jìn)行檢測。通過同位鍍汞法對玻碳電極進(jìn)行修飾，并在差分脈沖陽極作用下獲得伏安特曲線參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對鉛離子和鎘離子的檢測。通過對微分脈沖ASV 進(jìn)行調(diào)整在硫酸溶劑中添加適量的鹽酸羥胺，在金電極作用下取代汞電極，能夠檢測出溶劑中的As 與Hg，給多種金屬離子檢測發(fā)展提供新的方向。

電化學(xué)傳感器的工作原理也就是結(jié)合被測量物質(zhì)的電化學(xué)屬性，同時(shí)把被檢測物質(zhì)中化學(xué)量改為電學(xué)量，以完成傳感檢測。通過加入納米材料，在一定程度上讓傳感器運(yùn)行效率和水平明顯提高，改善電化學(xué)分析性能。在檢測過程中，可以利用分子印跡電化學(xué)傳感器，根據(jù)Cu2+-甘氨酸與Cu-Gly 所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，準(zhǔn)確識別Cu2+的雙特異性。與此同時(shí)，通過金納米離子/半胱氨酸復(fù)合材料修飾了工作電極，并使用差分脈沖ASV 檢測Cu、Pb、Cd、Hg，檢測限值為5.0×10-8mol/L。根據(jù)目前情況，延長電極使用期限、增強(qiáng)抗干擾能力、重復(fù)使用并且不會給環(huán)境產(chǎn)生影響是未來化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測的主要研究方向。

化學(xué)發(fā)光分析法也就是根據(jù)產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，讓電子發(fā)生改變，從而形成一定波長的光，結(jié)合某個(gè)階段發(fā)光強(qiáng)度或者是總量確定成分組成與含量。通過使用CeO2-C03O4納米纖維，將其用于檢測設(shè)備中催化發(fā)光薄膜，在檢測范疇內(nèi)，對甲醛分布情況和數(shù)量進(jìn)行快速檢測。基于三氯乙烯在納米In2O3表面產(chǎn)生的催化反應(yīng)，利用催化發(fā)光傳感器中氯乙烯特異性識別工程，檢測被檢測物中重金屬、有毒物質(zhì)含量。

2.3 生化檢測方法

生化檢測方式主要是根據(jù)被檢測物質(zhì)與生物體之間產(chǎn)生的特異性反應(yīng)，從中獲得光、電、熱等信號轉(zhuǎn)化參數(shù)，利用生物化學(xué)試紙法、生物傳感器法等檢測方式，取得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，這些檢測方式操作簡單，能夠保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且具有在線連續(xù)檢測功能，為化學(xué)品危險(xiǎn)性快速檢測提供了良好條件。

生物化學(xué)試劑也就是在化學(xué)顯色反應(yīng)以及生物技術(shù)作用下，形成的一種新的檢測方式，其中試紙法中包括酶抑制試紙法、免疫層析試紙法以及發(fā)光細(xì)菌試紙法。在具體操作中，可以發(fā)光菌試紙和普通發(fā)光菌有害物質(zhì)檢測方式進(jìn)行比較，實(shí)踐得知，這種檢測方式獲得的檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確，操作便利，靈敏度高。通過單克隆抗體確定膠體金，檢測發(fā)現(xiàn)檢測水樣中含有Cd 膠體，滿足水質(zhì)環(huán)境對Cd 痕量檢測要求[4]。隨著生物化學(xué)試紙檢測技術(shù)改革發(fā)展，應(yīng)用范疇不斷擴(kuò)充，在標(biāo)記物讀取、讀取方式確定等方面均操作高靈敏度、多樣化測量方向邁進(jìn)。

生物傳感器也就是在生物活性單元作用下，將其設(shè)計(jì)為敏感元件，同時(shí)把敏感元件和信號轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行結(jié)合，從中獲取比較清晰的目標(biāo)檢測物質(zhì)。和傳統(tǒng)檢測技術(shù)比較，生物傳感器檢測時(shí)間比較短，同時(shí)選擇性能強(qiáng)，無須在專業(yè)技術(shù)人員配合下操作，適合應(yīng)用化學(xué)危險(xiǎn)品運(yùn)輸、儲存等行業(yè)中。

對于固體樣品檢測，在現(xiàn)場快速檢測過程中，對于固態(tài)樣品危險(xiǎn)性檢測的重點(diǎn)在于易燃易爆屬性、遇水后是否產(chǎn)生易燃?xì)怏w等。對于已經(jīng)納入相關(guān)法律目錄的固體爆炸物品，可以利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的拉曼、紅外等檢測方式檢測，通過檢測固體燃燒速度、撞擊感度、遇水放氣試驗(yàn)，確定校準(zhǔn)規(guī)程草案。

總之，結(jié)合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)手冊和各種檢測方法，因?yàn)閷z測環(huán)境有著嚴(yán)格要求，操作過程比較復(fù)雜，檢測時(shí)間比較長，無法滿足化學(xué)品危險(xiǎn)性快速檢測要求，相關(guān)便捷式、高效的檢測方式和設(shè)備處于空白狀態(tài)。雖然部分學(xué)者對影響檢測結(jié)果的影響因素進(jìn)行分析，并且也簡化檢測條件，但是和比較成熟、實(shí)用性強(qiáng)的檢測方式依然有一定差距，依然需要尋找比較簡單、快速的檢測方法，降低對檢測環(huán)境的要求，利用各種新技術(shù)和新設(shè)備，滿足化學(xué)品危險(xiǎn)性快速檢測要求。

3 試驗(yàn)判定

結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)政策要求和標(biāo)準(zhǔn)，采取各種檢測方式進(jìn)行化學(xué)品危險(xiǎn)性測試，結(jié)合檢測結(jié)果確定其危險(xiǎn)屬性。在實(shí)際檢測中，檢測方式和判定依據(jù)主要是按照聯(lián)合國發(fā)布的有關(guān)危險(xiǎn)品運(yùn)輸建議書和標(biāo)準(zhǔn)手冊。

在化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測與運(yùn)輸中，相關(guān)人員應(yīng)佩戴防護(hù)設(shè)施，重點(diǎn)思考可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)因素，結(jié)合現(xiàn)場情況，做好化學(xué)品危險(xiǎn)性診斷與檢測工作，及時(shí)確定化學(xué)品危險(xiǎn)等級。結(jié)合我國編制的危險(xiǎn)化學(xué)品目錄，常見的危險(xiǎn)化學(xué)品種類有很多，其中包括爆炸物、易燃?xì)怏w、氧化性氣體、自燃液體、自燃固體、氧化性液體、氧化性固體、金屬腐蝕物等。為了進(jìn)一步了解化學(xué)品的危險(xiǎn)屬性，應(yīng)結(jié)合物品實(shí)際狀態(tài)，做好現(xiàn)場檢測工作，不同狀態(tài)下的化學(xué)品在危險(xiǎn)性檢測方式上有所不同。例如，對于氣體化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測，一般通過對現(xiàn)場空氣環(huán)境中有害氣體含量情況進(jìn)行定量與定性分析，檢測方式不僅僅需要在現(xiàn)場使用便攜式檢測設(shè)備，做好取樣工作，同時(shí)還要快速檢測與評估有害氣體含量、濃度以及危險(xiǎn)系數(shù)，時(shí)刻監(jiān)測與觀察氣體成分變化[5]。

對于液體樣品檢測，在現(xiàn)場快速檢測過程中，對液體樣品危險(xiǎn)性判定標(biāo)準(zhǔn)是易燃易爆屬性、氧化性以及金屬腐蝕性等。結(jié)合試驗(yàn)檢測標(biāo)準(zhǔn)，對液體易燃性進(jìn)行檢測，一般通過閉杯閃點(diǎn)進(jìn)行確定。在閉杯閃點(diǎn)檢測中，主要采用連續(xù)閉杯測定器測定閃點(diǎn)檢測方式，利用相關(guān)設(shè)備和儀器，獲取檢測數(shù)據(jù)，快速得出檢測結(jié)果。

4 結(jié)語

總而言之，在科技發(fā)展水平不斷提高的環(huán)境下，化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測方式隨之更新與完善，通過各種檢測方式，獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，提前做好應(yīng)對處理工作，為化學(xué)品運(yùn)輸發(fā)展提供支持。由于便攜式氣體檢測儀性能指標(biāo)不斷調(diào)整，檢測精度明顯提高，是當(dāng)前現(xiàn)場快速檢測中廣泛采用的方式。通過對未來發(fā)展趨勢預(yù)測，便攜式氣體檢測將會朝著無須專業(yè)人員配合、操作便利等趨勢邁進(jìn)，有效提高化學(xué)品危險(xiǎn)性檢測水平，保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。