水環(huán)境檢測中氣相色譜技術(shù)的應用
發(fā)布時(shí)間：2024-08-21作者：小編來(lái)源：點(diǎn)擊：次
水環(huán)境是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基本條件，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人類(lèi)的身體健康和生命安全。隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)規模的不斷擴大，造成了嚴重的環(huán)境污染，其中以有機污染物和揮發(fā)性有機化合物（VOCs）為主。有機物在水中的存在形式主要有溶解態(tài)、吸附態(tài)和分解態(tài)。有機污染物是當前環(huán)境污染中最嚴重的污染物之一，對水體環(huán)境和人類(lèi)健康造成了極大危害。因此，在水質(zhì)檢測過(guò)程中，應加強對水中有機物的分析和處理，以保障水環(huán)境質(zhì)量。近年來(lái)，氣相色譜技術(shù)作為一種高效、靈敏的分析方法被廣泛應用于水質(zhì)監測和污染源溯源等領(lǐng)域，取得了良好的應用效果。
1 在水環(huán)境有機物檢測中氣相色譜技術(shù)的應用
1.1 有機污染物的分析方法
在水環(huán)境中有機污染物的檢測過(guò)程中，有機污染物的檢測技術(shù)是一個(gè)非常重要的過(guò)程。對有機污染物的檢測主要有以下幾個(gè)方面：樣品的收集與前處理，色譜柱的選擇與優(yōu)化，檢測器的使用。
1.2 有毒有機物質(zhì)的測定方法
在對有毒有機物質(zhì)的分析中，應充分考慮有毒有機物質(zhì)的特點(diǎn)、含量及檢測需求，采用合適的分析方法，實(shí)現對有毒有機物質(zhì)的定量分析。一種常見(jiàn)的檢測手段是氣質(zhì)-質(zhì)譜（GC-MS).GC-MS將GC-MS的分離性能與MS的定性、定量分析性能有機地結合在一起，可實(shí)現對復雜樣品的快速、準確分析。在對有毒有機污染物進(jìn)行分析時(shí)，通常要對其進(jìn)行固相萃取、液液萃取和固相微萃取，從而實(shí)現對有毒有機污染物的富集。
2 在水環(huán)境揮發(fā)性有機化合物檢測中氣相色譜技術(shù)的應用
2.1 揮發(fā)性有機物的特征
揮發(fā)性有機物（VOCs）是一種在室溫下蒸氣壓相對較高的有機污染物。其特征如下：①揮發(fā)性強：室溫下?lián)]發(fā)性有機化合物的蒸汽壓很高，很容易由液、固兩相進(jìn)入氣相；②低沸點(diǎn)：大部分揮發(fā)性有機物具有很低的沸點(diǎn)，一般在常溫下就能揮發(fā)；③水溶性：揮發(fā)性有機物在水中有一定的溶解性，并能沿氣液相分布平衡向水相遷移；④持久性和生物蓄積性：某些VOCs在環(huán)境中很難被降解，并可經(jīng)食物鏈富集；⑤有毒物質(zhì)：部分揮發(fā)性有機物具有一定的毒理作用，對人類(lèi)的健康及生態(tài)系統具有一定的毒理作用，對環(huán)境有一定的影響。
2.2 揮發(fā)性有機物測定方法
揮發(fā)性有機物（VOCs）檢測技術(shù)是當前水環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，國內外主要采用GC-MS、靜態(tài)頂空法、吹掃捕獲法、SPME法等多種分析手段。GC-MS是將GC-MS技術(shù)與MS技術(shù)相結合，實(shí)現了VOCs在復雜環(huán)境中的精確檢測。靜態(tài)頂空法是將待測的VOCs轉化為頂空法，用氣相色譜法測定VOCs含量。
2.3 VOCs的監控和評價(jià)
揮發(fā)性有機物（VOCs）的檢測和評價(jià)對水環(huán)境安全具有重要意義。對水中揮發(fā)性有機化合物進(jìn)行檢測與評價(jià)，能夠及時(shí)了解水質(zhì)狀況，識別污染源，并對其進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險評價(jià)。首先，根據不同的水環(huán)境條件，構建相應的監測網(wǎng)，確定適當的監測點(diǎn)，選取適當的頻次。監測站點(diǎn)的選取要綜合考慮污染源的地理位置、水體性質(zhì)和使用情況。在制定監測頻次時(shí)，應充分考慮水質(zhì)的季節性變化、人類(lèi)活動(dòng)以及污染物的揮發(fā)等因素。其次，對水體樣品進(jìn)行預處理，實(shí)現對目標物VOCs的富集。目前，主要有靜態(tài)頂空法、真空法和固相微萃取法。采用合適的預處理手段，可提高檢測下限及檢測準確度，進(jìn)而實(shí)現對水中VOCs的準確檢測。在此基礎上，利用GC-MS等分析手段，對水體中VOCs進(jìn)行定量分析。在此基礎上，對大氣中揮發(fā)性有機物的種類(lèi)、含量及空間分布進(jìn)行了研究，并對大氣中揮發(fā)性有機物的污染水平進(jìn)行了評價(jià)。建立VOCs的生態(tài)風(fēng)險評價(jià)模型，開(kāi)展VOCs的生態(tài)風(fēng)險評價(jià)。
3 利用氣相色譜法測定水體中的周?chē)鷼怏w組分
3.1 水體中的氣源及其特征
水體中的氣態(tài)物質(zhì)來(lái)源是多種多樣的。首先，水-氣的交換過(guò)程是水-氣的一個(gè)主要來(lái)源。水與空氣的接觸使氧等氣體溶于水，并在水的作用下向大氣釋放。其次，水生生態(tài)系統也是大氣中的一種重要的大氣污染物。水體中的植物與浮游生物，透過(guò)光合作用與呼吸，釋放與吸收諸如氧與二氧化碳之類(lèi)的氣體。同時(shí)，地下水與地表水的相互作用，也會(huì )使大氣中的氣態(tài)物質(zhì)向水體中遷移。
3.2 水樣中的氣態(tài)物質(zhì)測定
3.2.1 頂空（Headspace Technique)
頂空（Headspace Technique）是目前廣泛使用的一種水樣氣體分析手段，主要用于對揮發(fā)性有機化合物（volatile organic organic correlation,VOCs）及其它揮發(fā)性氣體進(jìn)行分析。
3.2.2 直接取樣技術(shù)（直接取樣技術(shù)）
直接取樣法是一種不需要對水樣做任何預處理的水樣進(jìn)行分析的新技術(shù)。目前常用的直接取樣方法有兩種，一種是GC-MS，另一種是Gas Diffu?sion Sampler。該方法不需要萃取、富集等過(guò)程，適合于快速、定量的分析。
3.2.3“微溶氣分析技術(shù)”（Dissolved GasAnalysis)
它是一種對水中微量溶氣進(jìn)行分析的技術(shù)。一般采用與熱導率檢測器（TCD）聯(lián)用的氣相色譜法或其它檢測法。該方法首先要將水樣中的溶氣從水相中排出，再用氣相色譜法對其進(jìn)行分離、定量。
3.2.4 氣體分散技術(shù)（天然氣分散技術(shù)）
本文介紹了一種應用于水體中痕量氣體分析的新方法。這種方法利用了一種氣體擴散設備，把溶解在水中的氣體擴散到氣態(tài)，并用氣相色譜法對其進(jìn)行了分析。該方法適合于對水體中痕量組分進(jìn)行高選擇性、高靈敏度的分析。
4 在水環(huán)境微量元素檢測中氣相色譜技術(shù)的應用
4.1 微量元素的意義和測定
微量元素在水體中起著(zhù)非常重要的作用。生物多樣性是生物多樣性的重要組成部分，也是維持生物多樣性的重要因素。微量元素含量的精確測定是評價(jià)水體質(zhì)量與生態(tài)安全的關(guān)鍵。常用的微量元素分析方法有：原子吸收光譜法、ICP-OES法、ICP-MS法等。本項目擬發(fā)展一種高靈敏、高選擇性、多組分同步檢測的新方法，并將其應用于痕量元素的定性、定量分析。
4.2 GC法測定痕量元素
雖然GC技術(shù)以有機物為主，但它也被廣泛地用于痕量元素的測定，尤其是烷基汞和四乙基鉛等有機物。常用的方法是利用與原子發(fā)射光譜檢測器（GC-AED）或質(zhì)譜檢測器（GC-MS、GC-ICP-MS）相結合來(lái)進(jìn)行微量元素的分析。該方法首先對試樣進(jìn)行提取、富集、化學(xué)衍生物等預處理，從而提高了微量痕量元素的敏感性和檢出率。
隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，氣相色譜技術(shù)在水質(zhì)檢測領(lǐng)域的應用也越來(lái)越廣泛，但是由于水體中有機物種類(lèi)復雜，因此在水質(zhì)檢測過(guò)程中仍存在許多問(wèn)題，需要我們不斷探索和創(chuàng )新，以提高水質(zhì)檢測的準確性和科學(xué)性。