试析如何有效开展化学品危险性的快速检测

李 赵，王 晶，胡 琴，杨 亮，郭勤烈

（四川省化工质量安全检测研究院，四川 成都 610031）

0 引言

对于化学危险品来说，通常是具有易燃易爆、腐蚀属性的化学品，其会给人体健康和生命产生威胁。通常情况下，受到外加压力等因素影响，化学危险品容易受到温度、碰撞等因素影响而发生威胁事故，严重影响周围群众日常生活和生命安全。一些化学危险品如果发生泄露，不仅会污染环境，并给人体健康埋下隐患，同时化学机制作用速度比较快，所以不管是化学危险品运输还是保存，都要做好检测工作，通过快速检测，及时反应，从根源上降低化学品危险事故发生率。

1 化学品危险性检测的意义

近年来，社会经济发展水平提高，工业化发展进程加快，化学品使用和运输为现代工业改革发展提供了有利条件。新技术、新产品，被广泛运用在人们日常生活中，让人们生活方式发生明显变化。对于化学危险品来说，展现出易燃易爆、有毒有害等特点，其危险性比较高，对人们身体健康和生命安全造成严重威胁。化学危险品的快速检测，对社会经济可持续发展有着重要意义。

在对化学品危险性评估中，主要指标在于腐蚀性，通过对化学品腐蚀性的检测，能够保证化学品运输和储存安全。长时间以来，国内外相关领域全面加强化学品腐蚀研究，并且在腐蚀检测方面取得了良好研究成果，主要是从在线检测和离线检测两个方面，控制化学品腐蚀。在腐蚀层面上，腐蚀机制和理论研究比较成熟，各种防腐技术得到了全面推广与使用，加快了化学危险品检测效果[1]。当前，我国关于化学危险品腐蚀危险性检测与研究，依然是按照联合国发布的有关危险品运输要求，检测方法包括物理检测方法、化学检测方法等。通过对化学危险品的快速检测，能够缩短化学危险品腐蚀性检测时间，提高化学危险品运输水平和安全性，对推动我国工业产业发展有着现实性意义。

2 开展化学品危险性快速检测的相关方法

2.1 物理检测方法

物理检测方式通常不会加入额外试剂，主要是结合物理分析自身结构特点对其特异性进行检测，广泛采用的检测方法有光谱检测、色谱检测等方法，应用简单且检测结果准确，灵活性强，不会给检测物造成影响。

2.1.1 光谱检测方法

对于光谱检测方式，主要是物质离析吸收特定光波以后将会产生能级跃迁现象，发射或者吸收对应的波长光能，形成对应的光谱，结合物质特定光谱确定物质结构和组成成分。对于光谱检测方式来说，其分析效率高、对物品纯度没有太高要求，但是对标准样品有着严格标准，需要及时更新建模，相关设备成本高。

拉曼光谱检测方式主要是根据分子自动振动和转动过程产生特定波长的散射光谱，对物质结构进行检测与研究。通过使用便携式拉曼光谱设备对多种爆炸化学品进行检测，不会对被检测物造成损伤，同时也能根据特征峰值确定不同爆炸化学品属性和组成。

红外光谱检测方式的工作原理主要是通过吸收红外光能量，促进分子振动，让其振动能级和转动能级发生明显变化，其也被称之为分子振动光谱。在使用红外光谱检测方法时，可以利用弹光确定光程差周期变化情况，从而设计对应的红外光谱吸收方案，提高静态干涉系统在气体定量定性检测过程中的抗干扰能力。和传统检测方法比较，检测精度比较高，误差比较小，一般误差不会超过5%。或者使用便携式傅里叶红外光谱设备，通过自主设计确定检测方法，可以检测化学品中多种挥发性物质[2]。

荧光检测方法主要是根据荧光性物质自身特点和荧光强度来对化学品危险性进行定量与定性分析，在富集水样中加入螯合物，利用便携式X 射线荧光光谱设备完成水样检测，能够从中获取多种重金属物质。对于传统台式检测设备来说，由于体积比较大，操作较为复杂，在现场快速检测应用中具有一定局限性，而芯片式以及纸质传感器自身重量比较轻，体积小，能够灵活应对各种突发事故。

对于重金属配合物下的磷光探针是当前化学品危险性检测中主要采用的检测方法，展现出使用周期长、托克斯位移大、无荧光干扰等特点，在化学传感、生物医学等行业中应用广泛。一般情况下，如果把处于基态环境下的分子转变程不稳定运行状态，将会产生一种光子发光现象，这种光也就是通过荧光探针进行化学品危险性检测的方法。磷光光谱法一般检测寿命期限比较长，并且发射波长能够随意调节，在检测过程中应用便利，检测效果好。利用发光光谱可以直接检测化学危险品中含有的重金属物质。

2.1.2 色谱/质谱联用法

气相色谱能够快速将混合物进行分离，质谱则能够结合碎片离析分布情况了解物质结构属性，色谱质谱联用技术则是将两种检测技术的优势充分结合，可以对一些比较复杂的化学成分进行检测与分离鉴定。在具体操作中，可以使用气相色谱/质谱测定方法检测化学危险品中硫醇类致嗅物，或者利用HP－VOC 色谱柱来实现样品分离，检测下限数值是0.1μg/L。通过气相色谱/质谱法，能够检测化学品中多种挥发性有机物，检测数值在0.01～0.11μg/L[3]。在具体操作中，无须对化学品提前处理，分离效果好，应用便利，适合应用在化学品应急检测活动中。

2.2 化学检测方法

化学检测方式主要是在化学反应作用下，根据化学反应中的颜色、发光强度等情况对检测样品进行检测与分析，主要采用的化学检测方法有比色法、化学发光分析法等，其检测速度比较快，不会给环境产生严重影响，同时样品使用量比较少。

比色法主要是对有色溶液颜色进行测量，检测化学品中各种成分含量，检测效果比较明显，适合应用在重金属物质、有毒物质等检测中。通过使用对应铝检测试纸，把试纸加入水杨基荧光酮浸泡液内，连续浸泡两次，在温度60℃环境下，将其放置在特定波长的光电检测设备中，检测时长是15min，根据检测结果，确定其线性关系。分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。它具有灵敏度高、操作简便、快速等优点。目视比色法通过把带检测物质少量滴注在检测试纸中，根据其颜色变化了解化学危险品属性和类型及大致含量，无须借助相关设备通过眼睛直观比较，在重金属元素、砌体等检测中应用广泛。但是这种检测方式只是适合应用在结构相对简单的化学品中，无法对一些混合化学品进行检测。

伏安法主要是让被测物质电逐渐进入电极中，通过预电解处理方式，加入反向电压，让沉积在电极中的物质发生化学反应，结合化学反应绘制伏安特曲线图，采用定量与定性分析方式进行检测。通过同位镀汞法对玻碳电极进行修饰，并在差分脉冲阳极作用下获得伏安特曲线参数，从而实现对铅离子和镉离子的检测。通过对微分脉冲ASV 进行调整在硫酸溶剂中添加适量的盐酸羟胺，在金电极作用下取代汞电极，能够检测出溶剂中的As 与Hg，给多种金属离子检测发展提供新的方向。

电化学传感器的工作原理也就是结合被测量物质的电化学属性，同时把被检测物质中化学量改为电学量，以完成传感检测。通过加入纳米材料，在一定程度上让传感器运行效率和水平明显提高，改善电化学分析性能。在检测过程中，可以利用分子印迹电化学传感器，根据Cu2+-甘氨酸与Cu-Gly 所产生的化学反应，准确识别Cu2+的双特异性。与此同时，通过金纳米离子/半胱氨酸复合材料修饰了工作电极，并使用差分脉冲ASV 检测Cu、Pb、Cd、Hg，检测限值为5.0×10-8mol/L。根据目前情况，延长电极使用期限、增强抗干扰能力、重复使用并且不会给环境产生影响是未来化学品危险性检测的主要研究方向。

化学发光分析法也就是根据产生的化学反应，让电子发生改变，从而形成一定波长的光，结合某个阶段发光强度或者是总量确定成分组成与含量。通过使用CeO2-C03O4纳米纤维，将其用于检测设备中催化发光薄膜，在检测范畴内，对甲醛分布情况和数量进行快速检测。基于三氯乙烯在纳米In2O3表面产生的催化反应，利用催化发光传感器中氯乙烯特异性识别工程，检测被检测物中重金属、有毒物质含量。

2.3 生化检测方法

生化检测方式主要是根据被检测物质与生物体之间产生的特异性反应，从中获得光、电、热等信号转化参数，利用生物化学试纸法、生物传感器法等检测方式，取得准确的检测结果，这些检测方式操作简单，能够保证检测结果的准确性，并且具有在线连续检测功能，为化学品危险性快速检测提供了良好条件。

生物化学试剂也就是在化学显色反应以及生物技术作用下，形成的一种新的检测方式，其中试纸法中包括酶抑制试纸法、免疫层析试纸法以及发光细菌试纸法。在具体操作中，可以发光菌试纸和普通发光菌有害物质检测方式进行比较，实践得知，这种检测方式获得的检测结果更加准确，操作便利，灵敏度高。通过单克隆抗体确定胶体金，检测发现检测水样中含有Cd 胶体，满足水质环境对Cd 痕量检测要求[4]。随着生物化学试纸检测技术改革发展，应用范畴不断扩充，在标记物读取、读取方式确定等方面均操作高灵敏度、多样化测量方向迈进。

生物传感器也就是在生物活性单元作用下，将其设计为敏感元件，同时把敏感元件和信号转换元件进行结合，从中获取比较清晰的目标检测物质。和传统检测技术比较，生物传感器检测时间比较短，同时选择性能强，无须在专业技术人员配合下操作，适合应用化学危险品运输、储存等行业中。

对于固体样品检测，在现场快速检测过程中，对于固态样品危险性检测的重点在于易燃易爆属性、遇水后是否产生易燃气体等。对于已经纳入相关法律目录的固体爆炸物品，可以利用相关标准的拉曼、红外等检测方式检测，通过检测固体燃烧速度、撞击感度、遇水放气试验，确定校准规程草案。

总之，结合实验标准手册和各种检测方法，因为对检测环境有着严格要求，操作过程比较复杂，检测时间比较长，无法满足化学品危险性快速检测要求，相关便捷式、高效的检测方式和设备处于空白状态。虽然部分学者对影响检测结果的影响因素进行分析，并且也简化检测条件，但是和比较成熟、实用性强的检测方式依然有一定差距，依然需要寻找比较简单、快速的检测方法，降低对检测环境的要求，利用各种新技术和新设备，满足化学品危险性快速检测要求。

3 试验判定

结合国内外相关政策要求和标准，采取各种检测方式进行化学品危险性测试，结合检测结果确定其危险属性。在实际检测中，检测方式和判定依据主要是按照联合国发布的有关危险品运输建议书和标准手册。

在化学品危险性检测与运输中，相关人员应佩戴防护设施，重点思考可能产生的危险因素，结合现场情况，做好化学品危险性诊断与检测工作，及时确定化学品危险等级。结合我国编制的危险化学品目录，常见的危险化学品种类有很多，其中包括爆炸物、易燃气体、氧化性气体、自燃液体、自燃固体、氧化性液体、氧化性固体、金属腐蚀物等。为了进一步了解化学品的危险属性，应结合物品实际状态，做好现场检测工作，不同状态下的化学品在危险性检测方式上有所不同。例如，对于气体化学品危险性检测，一般通过对现场空气环境中有害气体含量情况进行定量与定性分析，检测方式不仅仅需要在现场使用便携式检测设备，做好取样工作，同时还要快速检测与评估有害气体含量、浓度以及危险系数，时刻监测与观察气体成分变化[5]。

对于液体样品检测，在现场快速检测过程中，对液体样品危险性判定标准是易燃易爆属性、氧化性以及金属腐蚀性等。结合试验检测标准，对液体易燃性进行检测，一般通过闭杯闪点进行确定。在闭杯闪点检测中，主要采用连续闭杯测定器测定闪点检测方式，利用相关设备和仪器，获取检测数据，快速得出检测结果。

4 结语

总而言之，在科技发展水平不断提高的环境下，化学品危险性检测方式随之更新与完善，通过各种检测方式，获得准确的检测结果，提前做好应对处理工作，为化学品运输发展提供支持。由于便携式气体检测仪性能指标不断调整，检测精度明显提高，是当前现场快速检测中广泛采用的方式。通过对未来发展趋势预测，便携式气体检测将会朝着无须专业人员配合、操作便利等趋势迈进，有效提高化学品危险性检测水平，保证检测结果准确性。