气相色谱法在环境保护和环境监测中的应用探讨

毛伟斌

[摘要]随着社会不断进步,人们对环境的要求越来越高,环保标准日益严格,这就要求对环境污染的检测和监测朝更高灵敏度、更高选择性、更方便快捷的方向发展。气相色谱分析方法由于其技术上的优势能够满足这些要求。就结合案例分析其在环境监测中的应用。

[关键词]气相色谱分析环境监测

中图分类号:X2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0820110-01

一、气相色谱法对土壤中残留农药的监测

目前已经建立了土壤样品中氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯的净化、富集、毛细管气相色谱的测定方法。与其他方法相比,检测前处理步骤较为简便、快捷,测定结果准确可靠,回收率较高,重现性好,灵敏度高,可同时进行土壤中多种拟除虫菊酯农药残留的快速分析,具有良好的应用前景,也有助于评价与监测土壤中拟除虫菊酯类农药残留状况,为合理而有效地使用此类农药提供依据。六六六和DDT为高毒性有机氯农药,有机氯农药具有水溶性高、脂溶性低,具有高残留、易迁移的特性,尽管我国在1983年已明令禁止使用,但在许多地区的土壤、水体或沉积物中,六六六、DDT等有机氯农药仍有较高的检出率,在没有使用过农药的地区,如西藏南迎巴瓦峰(海拔2600～4000m)的土壤、地衣、苔鲜中都检测到了六六六。黄河部分河段、白洋淀地区端村水域生态系统,珠江三角洲地区都检测到了一定浓度的六六六。因此,对土壤中六六六残留量的检测仍具有现实意义。气相色谱法测定土壤中六六六残留量,分别对土壤中残留的微量HCH进行前处理,超声波提取技术是近年来在样品前处理中受到广泛关注的新技术,可以有效地提取环境中有机污染物,提取时间短,提取效率较高,且设备花费较低,因而此技术大量应用于环境样品提取。

二、气相色谱法室内空气中的有毒气体的监测

气相色谱法分析室内挥发性有害有机物对提高检测计量这类有机物浓度的准确性及可靠性,降低分析成本,促进人类健康有很大帮助。

邻氯苯乙烯是一种黄色液体,有刺激气味。我国目前没有邻氯苯乙烯的测定方法,美国的测定方法为气相色谱法。我们将美国测定方法用的10%SP-1000填充色谱柱改为我们日常空气检验中常用的聚乙二醇20M与2-硝基对苯二甲酸的反应产物(FFAP)毛细管通用色谱柱,这样减少我们日常工作更换柱子,并且毛细管色谱柱比填充色谱柱分离效果好。我们按WS/T73-1996《工作场所空气中有毒物质检测方法研究规范》的要求进行研究,选用FFAP柱分离,建立了活性炭吸附采样,溶剂解吸的气相色谱法,结果较为满意。应用活性炭管采集空气中邻氯苯乙烯,CS2解吸后,氢火焰离子化检测器气相色谱法测定,结果表明测定邻氯苯乙烯的效果良好,本方法在0～5000mg/L范围呈线性关系;样品在炭管中4℃冰箱可保存8d;方法的重现性好,不同浓度的相对标准偏差为1.4%～2.1%;方法的检出限为1.0mg/L;平均解吸效率为77.4%～88.0%;当空气中的邻氯苯乙烯浓度为91.05～534.79mg/m3时,活性炭的采样效率为98.17%～100%;100mg活性炭对邻氯苯乙烯的穿透容量>6.6mg;空气中与邻氯苯乙烯共存苯乙烯、对氯苯乙烯、间氯苯乙烯等在本方法条件下不干扰测定。对于工作场所空气中的苯系毒物以及车间空气挥发性有机毒物,也可以将样品用活性炭管采集,二硫化碳解吸后用毛细管柱进行分离、火焰离子化检测器检测,以保留时间定性,峰面积定量。环境标准样品主要用于环境监测分析中的质量保证和质量控制,亦用于分析仪器校正、分析方法比对和分析技术仲裁。苯系物标样是由国家环保总局标准样品研究所研制,由多家实验室采用各种分析方法进行测定,再经数理统计处理,确定其标准值和不确定度。南京市环境监测中心站参加了国家环境标准样品协作定值工作,曾用BP1石英毛细管柱25m×0.32mm×0.25μm,柱温75℃,载气N20.8mL/min测定,其中对二甲苯和间二甲苯两峰分离不开。又用BP20石英毛细管柱25m×0.22mm×0.25μm,柱温65℃,载气N20,4mL/min测定,苯不出峰,且甲苯峰出在稀释剂甲醇峰的拖尾上。要想测定苯系物标样中的7个组分含量,必须用两根色谱柱,用两种条件方能完成,比较繁琐。现采用二硫化碳稀释标样,用程序升温,程序升压(调节载气流量),一根色谱柱,在同种色谱条件下完成苯系物标样中7个组分测定,分离效果好,大大地简化了分析过程。用氯苯作内标物进行定量,消除了大部分系统误差,提高了分析精密。

三、气相色谱法对地表水和地下水中有毒物质的监测

固相萃取-气相色谱法测定水中硝基苯类有机污染物的方法进行研究,利用OasisHLB萃取富集水样、用DB-35MS或类似的毛细柱气相色谱分离、电子捕获检测器检测、标准曲线法定量,并通过实验对影响萃取的条件进行了优化。该方法克服了传统萃取方法溶剂用量大、毒性大、方法步骤繁琐等缺点,既能满足痕量分析的要求,也能用于含量较高废水的检测分析,通过对实际样品的检测分析证明该方法是一种准确性好、精密度高、检测限低、方便实用的测试方法。水中氯苯类有机污染物用传统的方法,分离效果不理想。目前主要采用强极性毛细管柱对11种氯苯类化合物分离测定,方法简便快速,灵敏度高,能满足饮用水、地表水的监测要求。饮用水和环境中的挥发性有机物给人体健康带来危害,特别是有机卤化物及因加氯消毒产生的三卤代物等有害有机物,已受到很多国家重视。在挥发性有机物(VOCs)分析方法中,一般采用液液萃取气相色谱法、顶空填充柱气相色谱法(GB/T17130-1997)、顶空毛细管柱气相色谱-质谱法、吹扫捕集法等。吹扫捕集法较之其他两种方法而言,具有样品用量少、重现性好、富集倍数高、组分损失小、灵敏度高、无溶剂污染、操作简单等优点。

四、气相色谱法的进展

目前气相色谱法的仪器自动化程度进一步提高,特别是EPC(电子程序压力流量控制系统)技术已作为基本配置在许多厂家的气相色谱仪上安装,从而为色谱条件的再现、优化和自动化提供了更可靠更完善的支持。GC×GC(全二维气相色谱)技术是近两年出现并飞速发展的气相色谱新技术,样品在第一根色谱柱上按沸点进行分离,通过一个调制聚焦器,每一时间段的色谱流出物经聚焦后进入第二根细内径快速色谱柱上按极性进行二次分离,得到的色谱图经处理后应为三维图。据报道,使用这一技术分析航空煤油检出了上万个组分。

参考文献:

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[2]陈莉、章钢娅、靳伟、胡锋等,土壤中拟除虫菊酯类残留农药的气相色谱测定方法研究[J].土壤学报,2006,43(5).

[3]汪小勇、姜文、张超兰等,气相色谱法测定土壤中六六六残留量[J].中国环境管理干部学院学报,2007,17(3).