探索气相色谱法在环境保护和环境监测中的应用

2021-04-10李玉红

新型工业化 2021年5期

李玉红

（青岛市生态环境局西海岸新区分局，山东青岛 266400）

0 引言

随着我国生态保护理念的进一步强化和升级，以气相色谱法为代表的检测手段，成为环境保护以及环境监测领域的重要举措。一方面，气相色谱法能够对环境中的有害、有毒气体进行分析和检测，为相关领域从业人员提供重要的数据支持，另一方面，气相色谱法为环境监测领域提供重要的技术支持，能够实现动态化的监管作用，有效控制环境问题的蔓延和影响。

1 气相色谱法在环境保护和环境监测领域中的技术优势

气象色谱法，能够快速将检测目标进行分离，然后对其成分进行快速分析。例如，某土壤样品可以在两个小时内，实现两百多个色谱峰的快速显现，而相对成分简单的样品甚至可以在20分钟内完成相关检测。并且该检测方法与其他检测方法不同，仅需要极少量的样品就能够完成监测，并且具有极高的灵敏度，能够实现1毫升气体样品的检测以及0.1毫克微升固体样品的检测。借助相关检测设备，能够检测出含量在百万分之十几至十亿分之几的杂质，具有超强的检测成效，不仅如此，该检测技术还能够将恒沸混合物进行有效分离，尤其是对于沸点相对接近的物质，例如，环境监测中的某些同位素，能够对顺式与反式异构体邻、间、对位异构体等物体进行快速分离。最后，气象色谱法适用范围极为广泛，能够将水中或者土壤中的污染物进行有效分离，确定对应的成本和内容。

2 气相色谱法在环境保护和环境监测中的应用

环境保护和环境监测主要包括，水质监测、空气监测、固体废物监测、生物监测与生物污染监测、物理污染监测等七大类别。其中根据气相色谱法的检测能力，灵活开展各个类别的环境监测，从而达到相应的检测目标。

2.1 水质监测领域中的应用

基于当前我国环境保护工作的发展需求，水质监测问题社会各界关注的重点内容。一方面，水质污染问题会影响到社会大众的日常生活，尤其是江河湖泊的水质污染问题，会进一步影响到城市饮用水的安全性和保障性，另一方面，借助气相色谱法能够实现污染物质的快速检测，起到良好的监测作用和检测成效。根据不同的水质污染问题，开展对应的水质监测方案。例如，地表水的常规监测，需要对地表水以及周边流域的进行勘察和分析，了解所在地区的降雨量以及气候环境等一系列影响因素，同时在开展水质监测工作时，分析所在地区的工厂、建筑数量，了解地表水的使用情况，对水域的多个位置进行水样提取，然后将各个样品，送至实验室开展气相色谱法进行检测。首先，对样品进行标记和说明，然后将样品进行稀释和取样，放置在对应的检测仪器中，借助色谱仪反馈的图像内容进行分析和对比，从而判断水样中对应的物质和成本，能够借助色谱法中的色谱峰移动速度以及位移大小进行定性和确认。水质监测工作，对应的监测源务必真实有效，从而保障气相色谱法检测工作的有效和科学。需要注意的是，水质监测工作影响因素较多，在应用气相色谱法进行检测时，需要对水源区域进行多次采样，并且采样的时间、地点等相关因素，要保持一定的差异，从而进一步提升检测工作的精准性。

2.2 空气监测领域的应用

环境保护工作中，大气环境监测是最重要监测领域之一。一方面，大气环境问题，关乎到所在区域人口的身体健康，另一方面，大气污染问题是极为复杂的污染问题，需要借助更加高效的检测技术，而气相色谱法的应用，有效满足对应的需求和标准。一方面，气相色谱法能够对空气中热不稳定化合物进行检测，并能够将化合物进一步分析和探查，了解对应的成分和内容，另一方面，可以根据气相色谱法的检测特性，能够对热不稳定物质进行生化处理，防止检测物出现变化和流失等情况。由于大气环境中，存在多种热不稳定物质，并且对应的成分大多对人体会产生一定的危害，尤其是会对呼吸系统的影响，严重时会诱发受众群体出现肺癌等相关疾病的发生。因此，在进行热不稳定化合物进行检测时，需要明确对应的物质，包括有机酸、肼以、偏二甲肼等物质，需要借助检测仪器，详细分析检测标的物的含量和成分。借助多频率的检测流程，提升检测工作的精准性，同时能够对相关污染物进行进一步的判断和分析。基于环境保护的发展理念，需要对相关热不稳定化合物进行生化处理，减少相关物质的挥发情况。在生化处理后的检测样品，会出现不同程度的变化，需要根据对应的检测需求灵活调整气相色谱法的使用流程。另外，在进行标的物含量的检测工作时，可以借助现代计算机技术，对气体中的化合物含量进行精准计算，提升对化合物的分析成效。需要注意的是，由于气体中的热不稳化合物含量，极有可能出现不同差异的变化，需要设定对应的检测区间，并且借助多种树脂吸附剂等物质，提升热不稳化合物的吸收成效，结合酯化剂、催化剂等试剂，提升对应的氧化成效，从而确保大气中的检测物质能够达到98%以上的氧化成效，最终借助检测仪器能够实现检测精度和检测效率的有效体现，将检测结果与国家相关规定进行对比和分析，从而判断大气中相关污染物具有问题。

除有机酸、肼以、偏二甲肼等物质外，还需要对空气中的苯系物进行检测。众所周知，我国部分城市中，非甲烷总烃领域中芳香烃的含量比重较大，一方面，由于城市的建设和发展，对应的装饰材料中含有大量的芳香烃物质，另一方面基于苯系物的燃烧问题，引发大量苯系物进入到空气中，引发空气污染问题。由于苯系物的危害性和污染性相对强烈，近年来已经被联合国认定为一类致癌物，因此需要对大气中的苯系物含量进行检测和分析，借助气相色谱法的检测，能够有效鉴别苯系物的含量。例如，对城市空气进行取样，然后借助氢焰离子化验器检测器进行分析，以FFAP毛细管色谱柱对空气样本进行检验。借助氮气作为检测载体，控制流速为1.5ml/min，氢气流量控制在40ml/min以上，色谱柱的温度控制在70摄氏度，保持4分钟后开始进行加温，直至150摄氏度，维持3分钟左右。设备进口温度控制在230摄氏度以上，检测器温度控制在250摄氏度以上。借助气相色谱检测法，能够实现对苯系物中的甲苯、乙苯、对二甲苯等物质进行检测。相关物质检测完毕后，还能够了解到物质的数量，对空气污染问题能够进一步探索和分析，从而了解空气污染情况的变化。

2.3 土壤污染问题的检测

土壤污染问题，属于废弃物污染监测类别，能够对土壤成分进行分析和研究。一方面，农业产业的健康发展，进一步加重农药的使用，特别是近年来多种农药残留问题，会直接或者间接影响土壤的组成成分，不少土壤的污染程度可以持续数年之久，另一方面，土壤农残问题超标，不仅会让土壤种植效益降低，相关经济作物也会诱发新的农药超标问题。因此，土壤污染问题的监测极为重要。借助气相色谱法，对土壤中的磷、氮等物质分析，探索农药物质的残留系数，并根据气相色谱检测要求，用火焰光度检测器进行检测，其中需要在玻璃柱内添加检测样本，并确保温度控制在200摄氏度左右，根据气化室温度的变化进行调控，以220摄氏度最佳。在进行检测器的温度控制时，需要保持温度处于230摄氏度以上[1]。

2.4 微量金属元素检测

气相色谱法的应用，能够从土壤中对农药残留物质进行检测，同样也能够实现微量金属的有效检测。根据不同的金属污染问题，可以制定多种检测方案。例如，可以对水中金属物质进行检测，也可以对固态物进行金属检测，能够根据物质性质的差异，灵活选择对应的检测模式。目前来说，应用气象色谱法进行检测，能够对重金属污染问题进行快速的解析和说明。例如，以硒元素的检测为例，在进行检测时，首先需要将目标物放置酸性液体环境中，并借助邻苯二胺、衍生物等相关内容进行检测，同时利用电子捕获检测器对硒元素进行捕捉，确定微量金属元素的成分和数量[2]。

3 气相色谱法在环境保护和环境监测领域中的检测建议

虽然气相色谱法，能够实现多重领域的检测，但是该技术依然需要借助实验室以及多种设备的支持下，才能实现对应的检测成效，而随着环境保护与环境监测工作的逐步重视，对应的检测速率需要进一步提升。因此，基于气相色谱法的检测原理，缩小检测设备的体积，增加检测设备的检测功能，以便捷化、高效化、灵活化的设备发展模式，促进环境监测领域的改善和提升。不仅如此，随着我国环境保护工作的日益严峻，需要针对环境污染问题，构建动态化的智能检测体系，以气相色谱检测技术为核心，打造多种检测方案的动态检测模式，能够针对相关污染源进行24小时不间断的监测和分析，能够为环境监管人员提供最佳的检测数据，并将相关信息与网络系统进行关联，提升信息数据的及时性和高效性，能够对环境问题进行第一时间的曝光和说明，有效降低潜在的环境污染问题。另外，动态化的检测模式，能够从当前环境保护举措中，提升环境监管的效率和质量，降低大量的人工和物力，为现代化城市的发展，贡献积极的力量，为环境的改善，给予相应的支持。通过对传统检测技术的改革和创新，能够进一步激发气相色谱法检测技术的市场价值，能够进一步提升该技术的应用范围和检测空间，为环境保护工作打下夯实的基础[3]。