论述气相色谱法在有机物含量检测中的应用

论述气相色谱法在有机物含量检测中的应用

Summary：当今社会，人们生活质量不断提升，与此同时，也越来越重视环境污染产生的恶劣影响，尤其是化学污染物的影响。通过气相色谱法能够对挥发性有机化合物进行有效的测定，因此，气相色谱法检测在有机物含量检测中得到广泛的应用。本文探究了气相色谱法在有机物含量检测中的操作步骤及其具体应用。Keys：气相色谱法；原理；挥发性有机化合物引言：随着我国生活水平的提高，人们更加注重环境、食品、药品等对身体健康的影响。近些年，挥发性有机物含量成为人们关注的环境问题之一，从而也引起了国家的重视，对此，国家制订了许多关于环境保护类的标准方法来检测环境的有机物含量，比如：《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2020）[1]、《室内空气质量标准》（GB/T18883-2022）和《环境空气苯系物的测定固体吸附热脱附-气相色谱法》（HJ583-2010）等等，这些标准体系也为环境挥发性有机化合物等污染物的控制以及评价提供了比较好的依据。一、气相色谱法的概述气液色谱法也被称作气相层析，此色谱技术可以分离和分析有机化学中容易挥发、但不会发生分解的化合物。气相色谱的用途有很多，典型的用途是测试特定一些有机化合物的纯度，另外它可以对混合有机物中的各组分进行分离，与此同时它还可以测定各组分的相对含量。讨论气相色谱法的原理[2]，先谈谈气相色谱仪的主要组成系统，它是由进样系统、气路系统、分离系统、温控系统和检测记录系统等五大系统组成。气相色谱法检测有机化合物含量时，主要是利用物质的沸点、吸附性质和极性等存在差异，从而实现对混合物的分离。具体而言，当物质从进样系统（进样口）进入仪器，汽化成气体（或者物质本身是气体），由惰性气体（如氮气）作为载体，将待测物质“运输”到分离系统，分离系统起主要分离作用的是色谱柱，色谱柱内含吸附剂或者惰性固体上涂着液体固定相，由于混合物中各组分的吸附能力或者溶解能力不一致，或者各组分在固定相和流动相之间的分配系数有差异，当组分在两相中反复多次进行分配并随移动相向前移动时，各组分沿管柱运动的速度就不同，分配系数小的组分被固定相滞留的时间短，能较快地从色谱柱末端流出。经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力较弱的组分容易被解吸下来，较早离开色谱柱进入检测记录系统（即检测器），而吸附力较强的组分就不容易被解吸下来，从而较晚离开色谱柱。因此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。检测器能够将混合物组分转变成电信号，物质含量（或者说浓度）的多少影响电信号的大小，它们成正比例关系。最终一连串的电信号形成了色谱图。二、气相色谱法在有机物含量检测的操作步骤挥发性有机化合物来源很多，比如：室内的建筑装修材料、家具家电，室外的工厂排放等等。挥发性有机化合物是重要的空气污染源，对人们的身体健康的危害非常大，浓度较大的挥发性污染物能够引起头晕头痛等轻状，严重的对身体的肝脏、肾脏和大脑等都有极大的危害，所以世界卫生组织对挥发性有机化合物的控制、检测和评价较为重视。下面以检测室内空气中挥发性有机物含量的过程作为这次讨论气相色谱法检测环境中有机物的例子。首先，根据图纸进行采样布点，根据房间数量和房间大小来确定检测点数量，设计检测方案。检测室内空气前，需要按照GB50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制规范》要求，将门窗关闭，检测房间封闭24小时，采样人员使用大气采样仪器将室内空气收集于吸附管里，比如:检测TVOC，每个检测点用Tenax-TA采样管，以采样流量0.5ml/min，采样时间20分钟进行采样。根据采样流量和采样时间可以计算采样体积。采样过程中，记录采样时的温湿度和气压。通过计算采样体积、记录温湿度和大气压力来计算标准状况下的采样体积。采样完成后，将采集的样品运输到实验室，由实验检测人员进行检测。然后实验员使用气相色谱仪检测苯系物和TVOC含量。那么，气相色谱法如何检测有机化合物含量呢？结合气相色谱法的工作原理，讲述一下实际的操作过程。首先，配制浓度梯度的混合标准溶液，然后用吸附管收集不同浓度的标液，使用热解析仪解吸、吹扫至气相色谱仪，经过气相色谱仪里的毛细管柱进行分离挥发性有机物的各组分，由于挥发性有机化合物的各组分的沸点、吸附性能力和极性不同，从而达到分离效果。挥发性有机化合物中的各个组分陆续被氮气输送到FID检测器，由化学信号转变成电信号，最后形成气相色谱图显示在电脑上。每个梯度浓度的标准溶液经过气相色谱仪都形成对应的气相色谱图，挥发性有机物各组分的含量（浓度）不同，色谱图上显示的组分峰面积（峰高）也不一样。另外，通过单物质标准溶液进行定性，确定每个组分的保留时间。以组分的保留时间作为横坐标，组分的峰面积作为纵坐标，从而建立了标准曲线。然后，将采集回来的TVOC样品吸附管放入热解吸仪，检测方法跟检测有机物标准溶液一样，检测出来的色谱图显示着挥发性有机物中组分和对应的保留时间，使用标准曲线对其进行计算，从而计算出待测有机化合物中组分的含量。三、气相色谱法在有机物含量检测的具体应用气相色谱法的应用涉及很多领域，极为广泛。比如：对杂质进行分离；分析和检测食品药品的成分和含量；刑事司法鉴定等等；特别地，它在环境污染物检测中有着独特的机理作用。随着有毒有害有机污染物对空气、水、土壤及粮食、蔬菜的污染日益严重，有机污染物的监测已得到世界各国的重视。目前，检测行业经常使用的CODCr和CODMn检测方法，这两种检测方法虽好，但也存在很大的局限性，例如多环芳烃、苯系物、VOCs等等化学污染物，这两种方法就无法实现检测，而恰恰对于这些有机污染物的检测，气相色谱法就能满足检测要求。再者，气相色谱法相对其他检测化学有机污染物的方法而言，价格比较低廉、操作也比较方便，因此受到检测行业的青睐。（一）气相色谱法在水污染检测的应用气相色谱分析法在环境检测中有着独特的应用空间，除了上述的可以检测室内环境中挥发性有机化合物含量，它还可以对废水进行分析，比如工业排放废水和城市污水，会含有各种有机污染物，地下水和自来水中也会含有很多微量的有机污染物，这都会对人们健康造成直接或潜在的威胁。因此，需要使用气相色谱法对废水中有机污染物含量进行分析和检测，如果出现超标的需要及时作出改善措施。通过对废水中有机污染物进行监测，可以预防超标水质的排放。（二）气相色谱法在土壤农药残留检测的应用土壤环境为环境保护领域中的重点监测对象之一，有机磷农药因为自身具有药效强、残留期短暂等特征，广泛应用于在农业生产中，在环境中有一定残留期，敌敌畏、乐果等有机磷农药对人畜形成的毒性较大，增加急性中毒情况发生的风险。针对土壤环境，采用气相色谱法能较有效获得各类农药对应的含量指标。比如，有研究人员将杀扑磷、甲胺磷及久效磷等十余种有机磷农药设为目标对象，分析柱选择厚液膜大口径毛细管柱，采用火焰光度检测器检测，采用完善仪器分析及样品前处理条件的形式，构建了气相色谱法检测多组分有机磷农药的分析模型。此方法精简了分析流程，减缩分析历时，降低资金的投入量，为有机磷农药检测工作的开展提供了一种快捷、简易、精确的分析方法。因此，气相色谱技术在环境样品提取领域中也有较广泛应用。四、结束语综上所述，在环境检测分析中，和其他检测技术方法比较，气相色谱法能够实现对多种组分同时分析，具有快捷、高效