生活環境水質中副產物的檢測 --氣相色譜儀的應用

上海靈華儀器是專業研究、開發、制造和銷售氣相色譜儀及氣相色譜周邊分析儀器的高科技企業。 

1、氣相色譜儀工作的原理和特點

    氣相色譜儀工作原理是利用水質樣品被汽化后的其各個組分的在色譜柱中氣象和固定時間的分配系數的不同，通過不斷的吸附-脫附-放出的反復提取，使得各組分在色譜柱中運行的速度不同，后彼此分離，進入檢測器通過放大依次流出的離子流信號，記錄得到色譜圖，依照色譜圖進行定性、定量分析。

    氣相色譜法具有分離效率高、靈敏度高、選擇性高、分析速度快、應用范圍廣、所需試樣量少等特點，氣相色譜儀的一個色譜柱上有幾千個理論板，它能經過反復多次的提取分配，檢測到甚至10-11-10-13克的物質，即使性質極其相似的同位素、烴類的異構體它也能檢測出來，氣相色譜儀對一般氣體樣用幾毫升，液體樣用幾微升或幾十，微升做樣品就可以了，一般一次分析只需要幾分鐘到十幾分鐘就能完成。

    氣相色譜儀不僅能檢測出水質中的有機污染物，部分無機物它也能檢測出來，并且它的實用性在不斷地擴大。這樣說來，它是很適合檢測水體中的污染物的。

2、生活用水使用消毒劑后的副產物

    生活飲用水在消毒后，由于加氯消毒，會產生新的有機氯代物，主要成分是氯甲烷和四氯化碳及少量的一氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷以及溴仿。

    1）有機氯代物的危害。氯仿、四氯化碳經人體吸入、食人或經皮膚吸收后，會發生中毒現象，包括急性中毒和慢性中毒。急性中毒主要表現在頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、精神紊亂、昏迷、呼吸麻痹、心室纖、維生顫動，并可有肝、腎損害；慢性中毒主要表現在會引起肝臟損害，此外還有消化不良、乏力、頭痛、失眠等癥狀，少數有腎損害。更有甚者，長期接觸三氯甲烷會引發在消化和神經方面的慢性中毒癥狀，還有致畸性和致癌性。

    因此，檢測并除去生活飲用水中的有機氯代物已成為刻不容緩的任務了?！?/p>

    2）如何利用氣相色譜儀檢驗出三氯甲烷和四氯化碳等有機氯代，物。首先是采樣時，要使用玻璃容器采集水樣，并要求在水樣中加入抗壞血酸。當水樣充滿容器后，使水樣溢出幾分鐘后，蓋好玻璃蓋冷藏保存，24h內再進行分析。

    利用氣相色譜儀檢驗三氯甲烷和四氯化碳時，使用的色譜柱為HP-5非極性柱色譜柱，其溫度要求80℃。使用載氣為60ml/min輸入的高純氮,檢測器及溫度要求為180℃，線速度要求,30cm/min。當準備工作完畢時，再使樣品恒溫水浴手動進樣，進樣口溫度要求為150℃。后得到色譜圖，進行定性、定量分析。

3、氣相色譜法在水質化驗中存在的問題

    a、基線的干擾性和不穩定性解決的困難性?；€是在色譜儀工作時，沒有樣品的汽化組分通過鑒定器時，記錄器所記錄的時間變化圖線。如果基線受到了干擾或不穩定現象，會影響到峰高與半峰寬、峰面積的精確計算值，進而影響到后面對色譜圖進行定性、定量的分析。但由于影響基線不穩定性與干擾性的原因比較繁多，無法一次性采用一種，手段解決排除而污水中的組分比較多比較雜，如果不能保證基線的穩定性，稍有不慎就會影響到整個結果。

    b、色譜柱氧損壞問題。色譜柱作為氣相色譜儀中重要的一部分它是由一根金屬或玻璃管子組成，內裝固定相（可以是表面積較大，粒度較小的活性吸附劑或載體涂以固定液），起分離作用。沒有好的分離作用，就不會有準確的色譜圖。但是氣相色譜儀進行水質檢測時，污水汽化分解后，會產生一定的氧氣，長時間大量的檢測，會使色譜柱氧損壞。

    c、測定烷基汞時含硫有機物積存色譜柱問題。氣相色譜儀在進行質烷基汞的測定時，采用的是用琉基棉富集水中的烷基汞，用鹽酸氯化鈉，溶液解析，然后用甲苯萃取，用帶電子捕獲檢測器的氣相色譜儀測定，實際達到的檢出濃度隨儀器靈敏度和水樣基體效應而變化，但同時樣品中含硫有機物（硫醇、硫醚、噻酚等）也可被富集萃取，在分析過程中積存在色譜柱內使色譜柱分離效率下降干擾烷基汞的測定。

    d、部分無機物干擾檢測結果。氣相色譜儀在進行水質烷基汞的測　定，除了能檢測有機物之外，部分無機物也能被檢測出來，但是，另外　一部分的無機物仍然是無法被檢測出來的，當污水被汽化后，那一部分　無法被檢測出來的無機物會任意流出，干擾色譜圖的映像，影響到終的結果

4、相應的可行性建議

    a、分清基線問題的原因，步步排查做好相應的預防措施。鑒于基　線受干擾原因繁多，更應該把各種原因總結出來，一一進行防范，并定期做好機器排查工作，保持氣相色譜儀的正常無干擾工作。關于基線受干擾而不穩定的原因下面一一列出，并提出相應的解決措施。

①由于進樣針受污染，我們需要清洗進樣針，做一濃縮試驗，載氣線路可能也要清洗，確保安全。

②色譜柱受污染。我們需要烘焙色譜柱限定時間1h-2h。

③檢測器不平衡。將檢測器清洗一下，由于通常噪音，不是突然增大而是逐漸產生所以我們需要靜置24h再開始再次使用。

④載氣質量降低或氣相色譜儀受損，使用高質量的載氣檢查氣體是否泄漏，如果屬于仍然有干擾現象，則需要重新換氣相色譜儀重新檢測，如果基線沒有再受到干擾了，則是載氣的問題我們需要重換高質量的載氣，重新進行檢測。

    當然，除了以上的這些問題，還有一些原因也會導致基線不穩定，例如：色譜柱安裝太過、載氣流速不合適、與MS、ECD、TCD聯用時發生漏洞、檢測器的燈或電子倍增管老化等現象,我們則需要通過定期檢查氣相測譜儀來改進。

    b、比較檢查法診斷問題，注重保養。

    在次使用氣相色譜儀安裝色譜柱時，使用高質量的載氣做一次對照組色譜圖，然后將近的運行的色譜圖與對照組的色譜圖做對比，如果兩者有很大的差異，則是載氣的問題，更換載氣重新檢測即可，如果兩者的色譜圖大部分相似，則是水汽化后使色譜柱損壞，需要更換色譜柱，但是讓色譜柱不受到氧損壞的方法是讓系統避免和氧接觸和避免泄漏。包括：定期檢查氣跟和壓力表的泄漏，定期更換隔墊、使用高質量的載氣、安裝和更換氧捕集阱、在氣體鋼瓶用盡之前更換氣瓶。良好的維護系統才是防御氧損壞的。

    c、采用化學方法，除去含硫有機物。定期往色譜柱內注入二氯化汞苯飽和溶液，利用二氯化汞苯飽和溶液與含硫有機物的化學反應，可以去除這些干擾，恢復色譜柱分離效率。

    d、利用化學方法檢驗除去無機物。在進行氣相色譜儀水質化驗之前，先利用化學方法檢驗除去其中的無機物，主要是那部分無法被氣相色譜儀檢驗出來的無機物，再進行氣相色譜法檢驗。這樣能有效的避免，無機物的影響，使檢測結果更精確。

5、總結

    氣相色譜儀的應用面廣，涉及石油、化工、生物化學、醫藥衛生、食品工業、環保等方面，并且應用范圍還在不斷的擴大中。隨著社會的發展，其重要性也會越來越大。所以，我們更應該做好儀器的改進工作，以更好適應經濟的發展。