隨著環(huán)境問題的凸顯,人們也對(duì)環(huán)境質(zhì)量有了更高的要求,實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境監(jiān)測(cè)具有非常重要的意義,可以有效提升監(jiān)測(cè)水平,因此對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行分析研究,以實(shí)現(xiàn)更好地應(yīng)用效果,具有非常重要的實(shí)際意義。
氣相色譜儀在使用中具備以下幾方面的特點(diǎn):
一、氣相色譜技術(shù)應(yīng)用遵循了物質(zhì)沸點(diǎn)與極性存在差異的相關(guān)原理,可以用來進(jìn)行混合物分離;
二、在進(jìn)行檢測(cè)時(shí),使用的載氣必須是惰性氣體;
三、在流動(dòng)相中組分濃度zui大的被檢樣品會(huì)先從色譜柱儀器中流出,在固定相中情況相反,以保證分離效率;
四、氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用要利用PC段來放大電信號(hào),并進(jìn)行處理,再以氣相色譜圖表傳輸?shù)接脩簟?/span>
(1)土壤殘留農(nóng)藥監(jiān)測(cè)應(yīng)用分析
農(nóng)業(yè)在我國(guó)占據(jù)著重要地位,在生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)藥的用量也比較大,會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害,因此要對(duì)其監(jiān)測(cè)重視起來。采用氣相色譜儀對(duì)殘留農(nóng)藥進(jìn)行分析時(shí),可以厚液膜大口徑毛細(xì)管柱作為其分析柱,在預(yù)處理?xiàng)l件構(gòu)建合理的情況下,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行準(zhǔn)確分析。氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用提高了監(jiān)測(cè)效率,縮短了農(nóng)藥的監(jiān)測(cè)周期。在其應(yīng)用發(fā)展中,使用超聲波提取技術(shù)與之結(jié)合可以進(jìn)一步提升檢測(cè)效率,且其經(jīng)濟(jì)性良好,在大范圍的環(huán)境樣本提取中具有重要作用。
(2)空氣和廢氣監(jiān)測(cè)應(yīng)用
在社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)中,會(huì)將一些揮發(fā)性有機(jī)物分散在空中,會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在使用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),通常會(huì)使用石油醚進(jìn)行解析,并使用外標(biāo)法定量、定性,以滿足大氣監(jiān)測(cè)的要求。而氣相色譜檢測(cè)儀器的應(yīng)用,具備高靈敏度和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),可以有效降低檢測(cè)工作的誤差出現(xiàn)幾率。
(3)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
在環(huán)境污染中,水污染問題一直是嚴(yán)重問題,其中在地表水和地下水中zui常見的毒性污染物主要是硝基苯類化合物。這種化合物在生產(chǎn)中因?yàn)檗D(zhuǎn)化不徹底會(huì)殘留下來,其危害性也比較大。在對(duì)此類化合物的監(jiān)測(cè)中,氣相色譜技術(shù)是常用有效的方法。在應(yīng)用前,要使用苯類化合物來作為萃取溶劑,但這種化合物是具有致癌性的,很容易產(chǎn)生二次污染。在水源中氯苯化合物比較常見,使用強(qiáng)極性毛細(xì)管柱可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度的分離,并有效、精確測(cè)出污染物含量,使其滿足環(huán)境排放要求和使用要求。并且利用氣相色譜技術(shù)可以監(jiān)測(cè)水體中重金屬,其重現(xiàn)性好且精度高。
環(huán)境問題是人們可持續(xù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)的重要問題,了解氣相色譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的發(fā)展趨勢(shì)是很重要的,只有真正了解了其應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì),才能在環(huán)境監(jiān)測(cè)中更具科學(xué)性,保證監(jiān)測(cè)的質(zhì)量,對(duì)環(huán)境保護(hù)起著積極意義。
高效氣相色譜儀分流進(jìn)樣的操作參數(shù)有進(jìn)樣口溫度、分流比、載氣流速、進(jìn)樣量、進(jìn)樣速度和柱溫等。
一、進(jìn)樣口溫度:
進(jìn)樣口溫度應(yīng)接近或等于樣品中最重組分的沸點(diǎn),以保證樣品快速氣化,減小初始譜帶寬度,但溢度太高可能會(huì)使樣品組分分解。對(duì)于未知的新樣品,可將進(jìn)樣口溫度設(shè)置為300℃進(jìn)行試驗(yàn)。
二、分流比:
分流比小時(shí),分流歧視效應(yīng)可能小些,但初始譜帶寬度(主要是溶劑譜帶)會(huì)大些,必要時(shí)可采用聚焦技術(shù)。分流比大時(shí),初始譜帶寬度小,但分流歧視效應(yīng)可能會(huì)增大。實(shí)際工作中,應(yīng)據(jù)樣品情況和分析要求選擇一個(gè)合適的折衷點(diǎn)。
常用分流比范圍為1:20~1:200。樣品濃度大或進(jìn)樣量大時(shí),分流比可相應(yīng)增大。反之則減小。用大口徑毛細(xì)管柱時(shí),分流比可小些或采用不分流進(jìn)樣。
三、載氣流速:
常用毛細(xì)管柱內(nèi)載氣流速可根據(jù)具體情況確定,同時(shí)還要測(cè)定隔墊吹掃氣流量和分流流量。隔墊吹掃氣流量一般為1~3mL/min,分流流量要根據(jù)樣品情況(如待側(cè)組分濃度等)、進(jìn)樣量和分析要求來確定。
常用毛細(xì)管柱內(nèi)載氣流速:氦氣為30~50cm/s,氮?dú)鉃?0~40cm/s,氫氣為40~60cm/s。
四、進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度:
進(jìn)樣量一般不超過2μL,可以控制在1μL以下。因?yàn)橐r管容積有限,液體氣化時(shí)體積要膨脹數(shù)百倍。進(jìn)樣量還和分流比相關(guān),分流比大時(shí),進(jìn)樣量可大些。
進(jìn)樣速度越快越好,以防止樣品不均勻氣化,保持窄的初始譜帶寬度??焖僮詣?dòng)進(jìn)樣往往比手動(dòng)進(jìn)樣的效果好。
五、柱溫:
如果程序升溫,初始柱溫應(yīng)高于溶劑沸點(diǎn),進(jìn)樣后應(yīng)快速升溫。
氣相色譜在日常應(yīng)用中大家普遍將注意力集中在色譜柱、檢測(cè)器等等關(guān)鍵部件上,常見的樣品分析條件設(shè)置也多與它們有關(guān)。但是同樣重要的進(jìn)樣口維護(hù)卻常常被大家忽略,尤其是剛剛接觸氣相色譜的初學(xué)者,很多問題的產(chǎn)生往往和進(jìn)樣口的條件設(shè)置有關(guān),而進(jìn)樣口中小小的襯管則是許多問題的核心。本文說說襯管的大學(xué)問。
常見與襯管有關(guān)的問題有:
①襯管內(nèi)的石英玻璃棉等裝填物填裝不當(dāng),或裝填物、襯管內(nèi)壁有活性點(diǎn),易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)現(xiàn)差。
②襯管的內(nèi)壁被污染,或有進(jìn)樣隔墊碎渣,易導(dǎo)致分析結(jié)果重現(xiàn)性差(如保留時(shí)間、峰面積等的重現(xiàn)性)或出現(xiàn)鬼峰;
③氣相色譜儀長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,進(jìn)樣口經(jīng)常殘留有凝固的樣品。
當(dāng)進(jìn)樣口有樣品殘留時(shí),a.如果凝固樣品殘留在進(jìn)樣隔墊上面或下面,易導(dǎo)致進(jìn)樣器進(jìn)樣時(shí)針尖不好插入;
b.如凝固樣品殘留在分流管路部分內(nèi)部,會(huì)導(dǎo)致管路內(nèi)徑變細(xì),甚至堵塞;
c.當(dāng)進(jìn)樣口溫度比通常工作溫度高很多時(shí),之前凝固樣品可能會(huì)出鬼峰,影響分析結(jié)果的重現(xiàn)性。
因此,襯管和進(jìn)樣口要定期保養(yǎng)。
氣相色譜儀襯管的日常保養(yǎng)方法:
雖然分流/不分流進(jìn)樣口,填充柱進(jìn)樣口和大口徑毛細(xì)管柱進(jìn)樣口,對(duì)襯管的結(jié)構(gòu)要求不一樣,但是不同結(jié)構(gòu)的襯管的保養(yǎng)方法基本一樣。
為降低因襯管和進(jìn)樣口被污染給測(cè)定結(jié)果帶來的影響,應(yīng)經(jīng)常對(duì)襯管和進(jìn)樣口內(nèi)部、進(jìn)樣口過渡接頭等進(jìn)行檢查、清洗,必要時(shí)要更換襯管。
對(duì)于襯管和進(jìn)樣口的保養(yǎng),一般分為日常保養(yǎng)和定期保養(yǎng)。下面分別介紹:
襯管的保養(yǎng):
①襯管的日常保養(yǎng)
清洗襯管,是常用的保養(yǎng)方法,適用于襯管內(nèi)壁被污染或有進(jìn)樣隔墊碎渣。
首先,從儀器中小心取出襯管,用鑷子或其他小工具小心移去襯管內(nèi)的殘留雜屑和裝填物如玻璃毛,移取過程不要?jiǎng)潅r管表面。
先將襯管上端的石墨壓環(huán)(或硅橡膠環(huán))卸下,這上面易附著溶劑,會(huì)導(dǎo)致鬼峰。將襯管泡在有機(jī)溶劑(如丙酮)里,然后,用蘸有溶劑(如丙酮等)的紗布擦洗襯管內(nèi)壁。
如果襯管內(nèi)壁上的嚴(yán)重污垢部分擦不掉,可將襯管浸于有機(jī)溶劑(如丙酮等)中放置數(shù)小時(shí),直到能用蘸溶劑的紗布擦凈內(nèi)壁。最后,烘干(或吹干)襯管,裝入新的填充物,裝好襯管。
②襯管的定期保養(yǎng)
襯管內(nèi)的裝填物填裝不當(dāng),或裝填物、襯管內(nèi)壁有活性點(diǎn),可能導(dǎo)致分析樣品被吸附或分解,直接引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性差。如襯管或裝填的石英棉活性過高時(shí),分析有些農(nóng)藥樣品的色譜峰會(huì)重現(xiàn)性差,結(jié)果也會(huì)有很大的偏差。
一般分析極性樣品時(shí),要及時(shí)更換或硅烷化襯管和裝填的玻璃棉。襯管和玻璃棉的DMCS(二甲基氯硅烷化)處理,可如下操作:
首先,將襯管、石英棉用丙酮等有機(jī)溶劑清洗,晾干后在5%DMCS/正己烷中浸泡一夜。然后,取出浸泡后的的襯管、石英棉,立即用甲醇清洗2-3次,然后在甲醇中再浸一小時(shí)左右。浸泡后取出,晾干后,裝好襯管。