张倩 姜佳鸣（通讯作者）
（辽宁嘉良检测技术工程有限公司 辽宁省辽阳市 111000）
摘要：有毒有害气体的产生是造成环境污染的重要污染源之一。因此，对有毒有害气体进行检测对于有效防控和打击环境犯罪具有非常重要的意义。本文重点介绍了当前有毒有害气体的检测方法，汇总分析了传感器技术、仪器分析法在有毒有害气体检测领域中的应用和研究进展，并分析了这些方法的特点，对这些方法未来的发展方向进行了展望。
关键词:环境损害;环境污染;有毒有害气体;检测方法
一、化学分析法
化学性质分析法是它是较早广泛应用于工业有毒有害产物气体性质分析的化学方法。化学分析的方法一般分为化学吸收法和化学燃烧法,在实际工业生产中通常认为是两种分析方法直接结合起来使用。根据吸收定量体积方式不同,分为一次吸收称量体积法、吸收体积滴定法和二次吸收滴定称量体积法。根据点火燃烧爆炸方式不同,分为快速爆炸点火燃烧法、氧化铜点火燃烧式二法和缓慢点火燃烧式三法。化学分析该方法在日常工业生产中仍仍然具有重要应用意义,如针对燃料灶在燃烧后进行烟道有毒气体的分析,了解材料燃烧情况是否正常;进行厂房室内空气污染分析,检查厂房通风设备中的漏气排除情况;准确判断室内有无有害化学气体等。但现代化学物质分析法检测操作繁琐,检测方法结果易漏又受各种人为因素直接影响,环境检测执法中不断要求快速准确及时检测化学混合物和气体也对现代化学物质分析法应用提出了巨大挑战。因此,面对当前复杂多样的各种有毒有害化学气体定量检测,该法的技术应用范围受到了较大程度限制,该法主要需与检测仪器定量分析法等相结合进行使用。
二、传感器技术
气体温度传感器按照其工作环境原理不同可以细分为半导体式、接触式和燃烧式、电化学式、红外型和吸收型等。
1.半导体式气体传感器
该自动电磁传感器主要用于利用自动电磁吸附气敏自动传感器等元件与电磁吸附器中气体电阻进行自动接触时对其能够所产生的的电磁自动吸附,引起吸收气体电阻及其数值可能发生相对线性性的改变,实现对电磁吸附器中气体的电阻自动检测。适用于气体检测诸如ch4、co、hs等多种复杂气体,检测到的对象运行速度快,灵敏度高,但一般各种气体检测需在200度度的高温下检测才能正常运行。薛万间博士主要研究了基于新型z或sno和s或sno及其其他气体分子复合物的新型石墨半导体作为材料焊接气体石墨纳米棒和传感器。
2.接触燃烧式气体传感器
该温度传感器设计采用了电催化气体燃烧的化学原理,传感器额定温度值的变化与一个待检被测含氧气体额定浓度变化成正比,通过对电导率变化进行精确测量,即可精确得到一个待检被测氧化气体额定浓度。适用于燃烧co、ch,等等也可用于燃烧惰性气体。张轶群最后刀工们制备了一种高性能浸渍催化剂和燃烧式三氯甲烷浸渍传感器,考察了不同体积担载物的方法、不同体积担载量下的催化剂以及不同体积浸渍持续时间和不同酸度,结果表明等不同体积下的浸渍、15%(不同质量体积分数)不同担载物重量下的浸渍等在hn2和10%(不同体积质量分数)hno3的负载条件下,传感器的负载灵敏度高、稳定性好、响应速度快。
3.电化学式气体传感器
该质量传感器能够利用两个放射电极间的最大电位差来自动进行放射气体质量检测。适用于no、no、so等惰性气体,具有温度选择性好、灵敏度高等多大优点,但气体传感器使用寿命较短。王晓波等人试图分别制备了两种电化学材料co中的气体配比传感器,测试了不同气体配比的两种辅助离子电极检测材料对不同co中的气体配比检测的自动灵敏度和气体抗干扰性,结果表明,每当两种辅助离子电极检测材料气体配比为colico3:baco,=1:时,具有很好的能斯特自动响应,且气体抗干扰性好。
4.红外吸收式气体传感器
该气体传感器基于朗伯——比尔定律,通过特定时间波长气体吸收,引发气体能量超级跃迁,测定各种气体能量浓度,可同时检测多种特定气体,与多种计算机软件联用时还可连续实时监测多种气体。赵映191通过自动确定室外co对室内红外光的强和弱吸收辐射带,结合强弱吸收带的强度与室内气体辐射浓度的相互关系,设计了红外光强吸收型室内co气体浓度自动测量控制装置,有效地大大减少了室内外界辐射环境对其给出的测量结果带来的不良影响,保证了测量准确度。
传感器识别技术虽然具有图像灵敏度高、响应迅速的诸大优点,但一些智能识别系统元件在产品选择性、稳定性以及延长使用寿命等诸多问题上还还是有待不断完善技术研究,日后通过对国内相应智能识别系统元件的不断改进,应用将有机会更加广阔。另外,传感器检测技术目前主要广泛应用于各种有毒有害温室气体质量监测技术领域,在温室气体质量检测领域中的技术应用远远不及一般实验室气体检测用的仪器。
三、仪器分析法
该法主要目的是专门研究利用各种作为待接测试检测气体实验材料气体的基础化学性质物理或实验气体基础化学性质分析特征材料来分析作为各种待接检测气体基础实验材料的并进行化学性质特征分析的常用一种待接检测实验气体化学性质分析检测材料分析方法。具有气体测量数据灵敏度高、选择性好、响应速度快、操作简便等多大技术优点,广泛应用于各种类型有毒有害液体化学品和气体中的定量分析检测等新技术研究领域。常见的电子化学分析仪器应用光谱结构分析法主要类型包括电子光谱分析仪器光学分析法、色谱分析仪器光学分析法、电化学应用光谱仪器分析法等。
1.光谱分析法
该法主要是基于各种物质对不同光谱波长光的光谱吸收、发射而进行建立,包括紫外线高分子荧光质谱光度法、红外线高分子荧光质谱光度法、原子光谱吸收法、发射射线光谱法、荧光光谱分析法等。紫外线高分子发光法和光度法产品具有适用范围浓度高和范围广、选择性好等诸多优点。周红等[11利用紫外光谱差分法和吸收衍射光谱方法检测最低so中的气体痕量浓度,确定了最优化的小波变换函数,并在两个气体特征检测波段之间进行傅里叶小波变换,用反演得到的峰对最低so浓度进行反演,得到反演精度曲线,确定了最低痕量检测值下限,验证了该检测方法的曲线性良好,适用于气体痕量检测so,的痕量检测。原子核可吸收元素光谱法主要具有测定灵敏度高、测定不同元素光谱种类多、需要采样量少等几大优点。沃燕娜本文采用新型石墨炉中铬原子层的吸收定量法测定室内空气中氧化铬的硫酸雾并与国际相关环保定量标准进行比较,结果发现无显著性质的差异,证明了该法定量测定的正确可行性。原子荧光线性光谱法产品具有原子线性光谱范围宽、灵敏度高、能同时准确测定多种化学元素等诸多优点。宋臻鹏等方法利用氧化盐酸-二亚硝酸锡盐作为矿物消化液,硼氢化钾盐作为矿物还原催化剂,将目前待检检测氧化锡矿物还原为可形成稳定气态的硼氢化锡,采用原子荧光衍射光谱法准确测定其在锡及其有机化合物中的含量,该法设备操作简便、灵敏度高、适合批量生产检测。
2.色谱分析法
色谱法主要包括线性气相色谱法、气-质气相联用法、高效线性液相色谱法、离子色谱法等。气相色谱分析法由于检测应用范围宽、灵敏度高、适用于各种痕量化学检测,在现代气体化学检测技术领域虽然具有许多不可逆或替代性的作用。李晶宇等等人利用气体填充柱技术建立了环氧甲烷和四氢二氧化硫的液体气相分离测定方法,该法在170c下,测定出的气体测量灵敏度高、分离气体效果好、重复性好。公金焕公司采用双色谱柱混合气相色谱测定法成功实现了各种混合有机气体中所含一氧化碳、二氧化碳和三氯甲烷的稳定分离,并分别测定了各自的碳碳含量,该法测定准确度高、操作简便、分离测定效果好。
高效率的液相色谱分析法特别适用于高温低沸点、热力学稳定性差、大中小分子等各类化合物的色谱分析。冯耀基等(31利用甲基乙酰丙酮乙酯作为晶体衍生检测试剂,采用柱后晶体衍生的检测方式,用高效率的液相色谱分析法测定室内空气中活性甲醛浓度含量,结果表明该分析方法检测准确度高,检出甲醛浓度平均可达0.01ug/ml且有效避免了前期在处理液中使用过的有机溶剂。王珏等()我利用甲苯丹磺酰氯化钠作为二胺衍生物的试剂,在一种碱性空气介质下,采用高效谱和液相色谱的方法测定了在空气中已知的二胺浓度含量,建立了空气己二胺浓度测定的新实验方法,该法特别适用于具有微量二胺浓度的空气检测。
离子色谱法是它是一种利用离子交换法的原理,对多种阴阳阳等离子物质进行色谱分离、定性和分析定量的色谱方法。赵燕军等方法采用过渡氢氧化钠-过渡二氧化氢酸钠溶液直接吸收少量二氧化硫,将其离子转化而成为少量硫酸根太阳离子,再直接利用太阳离子色谱法荧光检测富含硫酸盐的根,进而分析得到其中二氧化硫离子含量,该法与采用四氟甲基汞磺酸盐一副采用玫瑰氨基苯胺的高分子荧光检测光度法进行比较,得出该法较优的实验结论。杨展鸿等(0)本文采用一种固体空气吸附盐酸三乙醇胺消除解吸的实验方法直接吸收固体空气中氨的二氧化氮,利用荧光离子色谱法进行测定,该法解除分吸吸收效率好、稳定性高,检测分析结果明显优于常用盐酸羟基萘乙二胺分子荧光吸收光度法。
参考文献：
[1]王晓波，雷远进，申梅桂，等.电化学CO2气体传感器的制备及评价[D].传感技术学报，2018,31(10):1467-1471.
[2]赵映.红外吸收型CO2气体浓度测量技术研究[D].苏州:苏州大学，2015.
[3]周红，肖淞，张晓星，等.基于紫外差分吸收光谱的痕量SO2气体定量检测[D].中国电机工程学报，2017,37(19):58 12-5820,5859.
[4]丛庆，李福芬，李扬，等.用傅立叶变换红外光谱法检测气体中微量氟化氢[].低温与特气，2018,365):38-41, 50.