气相色谱法在环境检测中的应用

吴晓杰

山东标谱检测技术有限公司 山东德州 253000

随着我国经济技术不断的发展，气相色谱仪的应用则是越来越广泛，并且还取得了非常好的效果。不过在实际应用过程中依旧存在着一些难以避免的问题，所以需要我们在实际应用过程中结合具体情况不断的进行完善和改进，只有这样才能够充分的发挥出气相色谱仪的作用，促使我国气相色谱仪的技术发展的更快更好[1]。

1 气相色谱法概述

气相色谱法分离过程为载气（不与被测物质作用，用来载送试样的惰性气体，如氩气、氮气等），载着欲分离的试样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分分离，然后分别检测。

气相色谱法作为一种重要的分离、分析技术，主要利用不同物质的沸点差异、极性大小及吸附性强弱来实现各个组分的分离。具体过程是以惰性气体作为流动相来提供动力，以活性较强、相对比表面积较大的吸附剂来充当固定相，利用固定相与被分离各组分的分配系数差别和滞留时间的不同，从而达到对多种组分的完全分离。在不同组分得到分离之后，按照相应的分离顺序和浓度参数按照一定比例转化形成电信号，从而实现混合物中不同组分的定量检测。气相色谱分为气固色谱和气液色谱两种类型，二者主要的差异在于固定相的状态不同，前者固定相为固态，后者固定相为液态。在日常的分析测试领域，气固色谱的应用较为广泛。

2 气相色谱仪的结构

气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、控温系统、检测和记录系统。其中气路系统是让载气连续运行、管路封闭的气路系统，它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果有很大影响；进样系统的作用是将液体进样在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量的转入到色谱柱中；分离系统由色谱柱组成；控制温度系统主要对炉温、气化室、检测室的温度控制，其中炉温有恒温和程序升温两种；检测和记录系统将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号，然后记录下来，常用的检测器有热岛检测器、氢火焰检测器、电子捕获检测器。

3 气相色谱法在环境分析中的应用

3.1 气相色谱法在水环境分析中的应用

在地表水、生活污水、地下水以及工业废水的检测中气相色谱发都得到了广泛的应用，对其水体中存在的易挥发有机污染物检测具有非常优异的效果。尤其是目前我国检测技术逐步向痕量化转变，水体污染物的检测技术要求较高，而气相色谱法就是一种较为先进的检测技术。氮磷检测器（NPD）、氢火焰离子化检测器（FID）、电子捕获检测器（ECD）、火焰光度检测器（FPD）作为气相色谱设备的主要组成，可以对污染水体中的多种污染物进行检测，特别是定性测量水体中的含磷、氮、硫、卤素以及有机物等。在检测水体有机易挥发污染物中，如甲苯、乙苯、硝基苯、有机磷以及氯苯等方面都发挥了重要的作用。气相色谱法作为重要的检测手段，在分析有机污染物的过程中发挥了重要的作用，目前在对水环境微量金属元素进行检测的过程中应用非常广泛[2]。气相色谱法可以有效检测水体污染中的硒、铍、铜等元素，例如硒元素的测定主要是因为四价硒在酸性条件下可以与衍生化试剂1，2-邻苯二胺进行化学反应，如果使用的衍生化试剂有足够的量，就可以将含硒元素的具有挥发性的物质萃取，然后使用气相色谱仪对其有机容积进行测定，检测出硒元素的含量。

氢火焰检测器（FID）具有结构简单，灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好的特点。以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳化合物在火焰中燃烧产生离子，在外加电场的作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分；电子捕获检测器（ECD），只对具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氮的物质有响应，且电负性越强，检测器灵敏度越高，浓度型检测器，其线性范围较窄；火焰光度检测器（FPD）又叫硫磷检测器，对含硫磷的有机化合物具有较高选择性和高灵敏度的检测器，根据硫磷化合物在富氢火焰中燃烧时，生成发光物质，并能发射出特征频率的光，记录这些特征光谱，即可检测。

3.2 气相色谱仪分析环境空气中的应用

气相色谱仪可以应用到环境空气中苯系物的测定，苯系物包含：苯、甲苯，乙苯，对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、邻二甲苯、苯乙烯。有活性炭管吸附采样，二硫化碳萃取后进样，由氮气做载气，程序升温经色谱柱分离后，经FID检测器检测，根据峰面积定量分析，根据保留时间定性。

检测环境空气和固定污染源废气中总烃、甲烷和非甲烷总烃目前较为常用的是气相色谱法，基本原理为气袋采样，气体直接进样，采用双柱双氢火焰离子化检测器分别测量总烃和甲烷的含量，计算其差值得到非甲烷总烃的含量[3]。同时以除烃空气测得氧的空白值，以扣除总烃色谱峰中氧峰的干扰（除非另有说明，结果以碳计）。

3.3 气相色谱技术在土壤分析中的应用

土壤和沉积物中挥发性有机物的测定，气相色谱仪可连接顶空进样设备进行检测。方法原理：一定温度下，顶空瓶内样品中挥发性有机物挥发，在气液固三项达到热力学动态平衡后，气相中挥发性有机物经气相色谱分离，用火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，外标法定量。

4 结语

总而言之，在环境检测过程中气相色谱技术具有非常重要的作用，随着科学技术的不断发展，随着气相色谱技术的不断推广和研究，很多新型的气相色谱技术就会得到应用和推广，从而更加高效准确的测定环境污染物。