摘要：随着世界工业化进程的快速推进，人类活动对大气环境产生的影响正成为全球共同关注的并亟待解决的问题。空气污染不仅会对人类的健康造成危害，还会对全人类的生存和可持续发展构成严重威胁。因此加强对大气污染物进行监测，了解环境质量状况才能做好应对措施。目前，气相色谱法作为一种先进而有效的检测方法，广泛应用于大气污染物的检测。本文介绍了气相色谱法的原理，分析气相色谱法在大气污染监测中的应用，并展望其未来发展趋势。
关键词：气相色谱法；大气污染监测；应用；趋势
1引言
近年来，我国通过颁布各种环境保护政策和法令，降低环境质量标准限值，更新环境监测标准，以满足可持续发展战略需求。《2018年中国生态环境状况公报》显示，2018年，全国338个地级以上城市121个城市环境空气质量达标，占全部城市数的35.8%，比2017年上升6.5个百分点；217个城市空气质量超标，占64.2%。虽然各地区空气质量正逐步好转，但仍然不容乐观。随着当代各式各样工业的兴起，污染物种类更加多样性，部分污染物及其微量便能影响生态环境和人类活动。这些组分复杂、含量较低污染物，需要灵敏度更高的检测手段，而气相色谱法具有分离效率高、选择性好、检测灵敏度高、分析速度快、样品用量少、应用范围广等优点，非常适用于大气污染物的检测。
2气相色谱法的概述
色谱法是一种物理分离的方法，又称为层析法，是分离测定多组分混合物极其有效的分析方法。它基于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，在两相之间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离从而依次进入检测器，达到分离、分析各组分的目的。气相色谱法则是用气体作为流动相的色谱法。
气相色谱法常用的检测器有氢火焰离子化检测器（FID）、火焰光度检测器（FPD）、电子捕获检测器（ECD）、氮磷检测器（NPD）、热导检测器（TCD）等。正因为检测器种类多样，使得气相色谱法的应用更为广泛。例如：仅FID便能检测出无机气体（一氧化碳、二氧化碳等）、碳氢化合物和绝大多数的有机物质。
3气相色谱法在大气污染监测中的应用
3.1一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的检测
一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物不论是对人体还是生态环境都存在一定的威胁。一氧化碳遇明火、高温能引起燃烧、爆炸，并具有毒性，较高浓度时能使人出现不同的中毒症状。二氧化碳、碳氢化合物中的甲烷均属于温室气体。非甲烷总烃能麻醉人体中枢神经系统，并刺激皮肤黏膜，引起皮炎湿疹。非甲烷总烃还能与二氧化氮在阳光作用下能够生成光化学烟雾物质。因此，气相色谱法的快速、高效、灵敏的检测手段非常适用于这些物质的检测。
样品气中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物经甲烷化转化器转换成甲烷，用FID进行测定。当分项测定一氧化碳、二氧化碳、甲烷时，试样进样后先经色谱柱分离，再进入甲烷化转化器转化；当测定一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物总量时，样品进样后先经甲烷转化器转化，再进入色谱柱分离；当测定总烃时，样品不转化也不分离。
3.2挥发性有机物的检测
挥发性有机物包括卤代烃、芳香烃、多环芳烃等，其中有很多物质有致癌、致畸、致突变性，具有遗传毒性，对人体危害极大。我国《室内空气质量标准》中室内空气总挥发性有机物（TVOC）的检测方法便是气相色谱法。
大气中的苯系物污染来源有汽车尾气、油漆添加剂、胶粘剂、人造板家具等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检测苯系物常用方法为固体吸附/热脱附-气相色谱法、活性炭吸附/二硫化碳解析-气相色谱法。通过Tenax采样管或活性炭管富集空气中的苯系物，采样管经热脱附仪解析释放吸附成分或通过二硫化碳解析，通过带有FID的气相色谱仪进行分析，至少可以对8种苯系物进行定性和定量分析，且灵敏度极高。用固体吸附/热脱附-气相色谱法测定空气中苯的方法检出限可达到5.0×10-4mg/m3。
3.3热不稳定性化合物的检测
热不稳定化合物是大气污染中的一部分，主要包含有机酸、肼以及偏二甲肼等，这些化合物毒性大，且因其热不稳定性很容易分解或与空气中的组分反应生成其它有害物质造成二次污染。这些热不稳定化合物自身的挥发性很弱，无法直接利用气相色谱法进行检测，通常先对这些热不稳定物质进行衍生化处理，将其转化成挥发性强且热稳定性高的物质，再采用气相色谱法进行检测。实际工作中，可以使用XAD-2树脂作为吸附剂，苄基溴作为酯化剂，氧化银作催化剂，可以使热不稳定化合物的衍生率达到98%，再用气相色谱法进行检测，最低检出浓度可以达到几个微克每升。
3.4汽车尾气中污染物的检测
城市大气污染除了工业废气排放外，很大部分来自于汽车尾气排放。尾气中的含硫含氮化合物可以通过气相色谱的FPD检测器进行检测。FPD是利用待测物质在火焰中发出特有的发色光谱，并选择合适的滤光器，用光电倍增管进行放大测定。含氮化合物还可以通过带NPD检测器进行分析。
汽车尾气中的光化学化合物属于电负性化合物，这些电负性化合物吸收电子的能力很强。气相色谱法中的电子捕获检测器（ECD）是一种高选择性高灵敏度的检测器，对具有电负性化合物有很高的灵敏度，可用于金属有机化合物、多环芳烃、共轭羧基和硝基化合物以及卤代烃等的测定。
4气相色谱法在大气污染监测中的应用发展趋势
虽然气相色谱法在大气污染监测中有许多优势，但也存在定性差、只能分析在操作条件下能气化且热稳定性良好的样品等缺陷。为了克服这些缺点，保障检测结果的准确性，色谱质谱联用、色谱红外光谱联用等技术已经得到开发运用。在我国检测标准《环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法》（HJ759-2015）中适用于至少67种挥发性有机物的分析，不仅定性定量更为准确，也大大拓宽了气相色谱的应用空间。目前，市面上出现的便携式气相色谱仪、便携式气相色谱-质谱仪，在现场便能快速获取可靠的监测数据，降低样品在采集、运输、分析造成的损失，还能够实现无人值守在线分析。随气相色谱法的发展及联用技术的进步，气相色谱法在将来的环境污染监测中定会发挥更大的作用。
5结语
随着大气污染问题越来越严重和复杂，气相色谱法作为一种高效、快速和准确的空气污染监测技术，在大气污染监测有非常广阔的应用前景，未来仍然在空气污染监测工作中占据不可替代的地位。
参考文献：
[1]徐寅.气相色谱法在大气污染监测中的运用[J].绿色科技，2017（8）：89-90.
[2]中国医学科学院卫生研究所环境卫生研究室大气卫生组.气相色谱法在大气污染监测中的应用（J）.卫生研究，1974（04）：371-384.
[3]中华人民共和国归家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法（Z）.2018-05-15.
[4]田新愿，董少伟，晁良俊.气相色谱不同检测器在环境大气VOCs监测中差异性分析（J）.2018（22）：4-6.
[5]杨长江.气相色谱法在大气污染监测中的应用[J].中国资源综合利用，2018，36（02）：143-145.
论文作者:覃忠娟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：气相论文; 色谱法论文; 检测器论文; 大气污染论文; 氧化碳论文; 色谱论文; 碳氢化合物论文; 《基层建设》2019年第28期论文;