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,环境监测是环境保护的重要手段,并且环境监测中的气相色谱法合理应用可以为环境保护决策提供参考依据。基于国家对生态文明建设和生态环境保护的重点部署,本文阐述了环境监测的必要性,对环境监测中的气相色谱技术及其应用进行了探讨分析。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
引言
中国经济发展迅速,同时也导致工业废水、汽车尾气、有害金属等的排放量增加,这些污染废物增多对于环境的破坏有很大的影响。由于污染种类繁多,环境保护领域需要专门的环境监测技术。就有研究人员在研发专门的环境监测技术并使用分析工具和混合分离方法进行样品的分析和评估。气相色谱技术使用以来一直都有研究人员在关注,并也在发展着其他更好的环境监测的方法。气相色谱技术在应用领域包括医药卫生、石油化工、环境监测等。因为有些环境中有对环境非常敏感的人,比如医院中的手术室中的人,所以环境监测结果必须准确且受到高度监测。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[1]。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[2]。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[3]。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气相色谱技术在环境监测中应用发展趋势
环境问题是可持续发展的重要主题。想要可持续发展环境问题就必须得到改善,环境问题想要得到改善就首先需要知道问题出在哪里,而气相色谱技术就是能检测到问题在哪的较好的一种方法,因而气像色谱技术会在环境监测应用中会应用更加广泛,对应用趋势真正了解,我们才能在环境监测领域更加科学,并更能保证监测质量。
2.1与质谱联用
广泛使用的一种监测组合就是气相色谱和质谱联用。气相色谱仪自测的缺点可以使用该方法得到良好的改善,其组合可以在色谱快速分离的优势中发挥重要作用,同时保证色谱图分析的有效性和准确性。
2.2与红外光谱的联用
在红外光谱中,使用混合物做样品时难以将混合物分离。利用气相色谱法快速有效地分离化合物混合物和分子结构这一优点将其与红外光谱结合,二者结合后结合各自的优势可以在分析引入的未知混合有机物质并确保控制质量方面发挥重要作用。成本低、分离效率高、灵敏度高是气相色谱法的优点,该方法常用在环境监测[4]。开发与气相色谱技术相关的技术在未来的环境监测中起到重要作用,与红外光谱联用更好的发挥了气相色谱技术的优势,同时取得了准确的检测结果。
3气相色谱技术在环境监测应用中的优缺点
在环境监测中气相色谱技术的应用,其使用结果相对其它技术而言较好,其技术优势表现也明显。但是该技术也还是有可以改进的地方,在环境监测应用中这技术也还是有其优缺点的,下面进行简单的分析。
3.1优点
与其他监测技术相比,应用该技术的成本相对较低,工作原理简单、操作流程简便,分析和评估数据的效率高正确率也高,而且气相色谱技术的应用领域广泛,监控过程中对环境变化敏感,可以使工作人员及时发现环境变化。使相关技术拥有良好的应用的前景[5]。
3.2缺点
气相色谱技术虽然优点较多但在某些應用中还是会具有些缺点。例如,有必要吸附被监测的监测样品时,应用气相色谱法技术的话在吸附过程中基本上有几种类型的吸附,因此,需要重复多次试验,所以效率较低。在定量分析时,也常需要用已知物纯样品对检测后输出的信号进行校正。
结论
综上所述:使得环境监测日显重要,目前环境监测过程中的气相色谱技术应用非常广泛,其具有价格低廉以及操作简便等优势,因此对环境监测中的气相色谱技术应用进行分析具有重要意义。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,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.
[3] 刘世朋.葛娜.现代仪器分析技术在环境监测中的应用[J].资源节约与环保,2017,(12):27-28.
[4] 王红,曹慧.气相色谱技术及其在环境监测中的应用[J].水能经济,2018,(6):382.
[5] 张玉梅.浅论气相色谱法在环境监测中的应用[J].丝路视野,2018, 5:181.