摘要：气相色谱技术是一种先进的分离分析手段，其可以对整个环境进行全方位监测，对于加强环境保护具有重要作用。基于此，本文概述了气相色谱技术发展，阐述了气相色谱技术的工作原理，对气相色谱技术在环境监测中的应用进行了探讨分析。
关键词：气相色谱技术；发展；工作原理；环境监测；应用
基于气相色谱技术的优势特征，使其在环境监测过程中得到广泛应用，为了充分发挥其作用，以下就气相色谱技术在环境监测中的应用进行了探讨分析。
一、气相色谱技术发展的概述
气相色谱技术是二十世纪五十年代人类社会的一项重大发明。1952年，詹姆斯和马丁首先提出了气液相色谱技术，并且首先发明了气相色谱监测仪器。在1957年，Ray又发明了填充柱与TCD监测仪器。在二十世纪八十年代，随着科学技术的进步发展，计算机使得FPD、FID等灵敏度与稳定性都有了大幅度的提升，而TCD与ECD的体积也相应缩小。在二十世纪九十年代，随着计算机软件技术的发展，使得MSD的生产成本与繁冗操作程度降低，而其稳定性与耐用性相应增加，从而成为了现代运用最广泛的气相色谱监测仪器之一。
二、气相色谱技术的工作原理
气相色谱技术是指用气体作为流动相的色谱法，其主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来。也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附，结果是在载气中浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检测器能够将样品组分的与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。当将这些信号放大并记录下来时，就是气相色谱图了。并且气相色谱技术应用过程中，由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱技术是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。
现代气相色谱已经被广泛地应用到沸点500℃以下的多种成分的分离与测定工作。由于高压气体容器能够供给载气，需要调整不同需求的压力，之后经过预热盘旋管道与检测器的参比池后进入到柱子中。在柱子的入口地方分别设置了气体与液体试样的装置开关。当载气出来之后，会通过热导池所在的工作池，之后在大气环境中放空。载气流量在通过所安装在柱子前或者柱子后的流量计进行监控。
三、气相色谱技术在环境监测中的应用分析
1、气相色谱技术在监测水质污染物中的应用分析。在地表水与地下水中硝基苯类化合物是较为常见的毒性污染物，此类化合物具有较大的危害性，由于化工生产中转化不够彻底从而残留下来。气相色谱技术是水中硝基苯类化类化合物最有效的监测技术之一。在监测前一般需要使用苯类化合物作为萃取溶剂，但由于苯类化合物是典型的致癌物质，以此会带来二次污染。在相关研究中可对水样采用OasisHLB萃取并利用毛细柱气相色谱分离，在此基础上对萃取条件进行优化可得到更好的效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上述方法避免了大量使用萃取溶剂从而克服了二次污染的缺陷，具有简便、快捷、高效的特点。在水源中氯苯类化合物是另一类较为常见的污染物，采取强极性毛细管柱对其进行分离具有较高的灵敏度，可有效测定出污染物含量，精度较高，符合地表水以及饮用水监测的需求。另外对于水体中的重金属也可以利用气相色谱进行监测，重现性好，精确度高。
2、气相色谱技术在监测土壤残留农药中的应用分析。由于有机磷农药自身药效高、残留期简短的特征而成为现代农产品使用范围最广的杀虫剂，但是有机磷农药对于人类、牲畜毒性较强，很容易引发急性中毒，部分品种在自然环境中依然存有部分残留期。我们在选定环境中首先要选择控制的污染物与常见的有机磷农药，例如敌敌畏、速灭磷、二嗪磷、毒死蜱等有机磷农药作为目标物，用厚液膜的大口径毛细管柱作为分析住，接着用火焰光度仪器检测。借助优化仪器分析条件与选择样本前的处理条件，构建 GC法来测定多种组分有机磷农药的处理分析方式。这种方式可以简化分析程序，使其分析时间减少，降低分析成本，能够为水质中的有机磷农药的监测工作提供一种简捷、准确的处理分析方式，选择乙腈作为水质萃取溶剂也成为一种新的探索。拟除虫菊酯农药作为我国代替有机氯农药与其他毒性长残留杀虫剂的重要农药类型之一，其中品种的数量与使用数量落后于有机磷农药，占据杀虫剂市场的第二位置。当前由于土地自身成分较为复杂，并且由于诸多其他农药成分的残留，因此让这种农药的处理分析与净化的难度提升，并且所分析监测中的试剂消耗数量较多，人员进行提取、净化的过程相对繁冗。当前已经构建相应于土壤样品中对氯氰菊酯、氰戊菊酯与溴氰菊酯等成分的净化工作。与其他方式相比较来说，在监测之前所处理的环节相对快捷，所测定的数据结果准确可靠，具有较高的回收率与灵敏度，并且能够同时对土壤的成分进行迅速分析，展现出良好的应用前景，并且有助于我们客观准确评价与监测土质中对于农药残留的状况，能够科学合理地为使用这种农药而提供依据。运用气相色谱技术对土壤中的残留农药进行监测，不仅可以简化分析步骤，还可以缩短分析时间，降低分析成本，这对于水质有机磷农药的各项监测工作来说具有至关重要的作用和意义。
3、气相色谱技术在监测空气有毒气体中的应用分析。有毒气体的监测有毒气体的监测必须要针对不同的对象选择相应的气相色谱进行测定。比如针对工作场所的特丁基甲苯进行气相色谱测定就可以使用10%的OV-275进行色谱柱的填充，然后使用毛细管通用色谱柱的方式进行测定，测定过程中要结合当前国内有关工作场所空气毒物监测的研判规范进行。有益类似特丁基甲苯这样的有毒气体具有一定的特异性，所以必须要先捕捉到气体类型后再进行针对性测量才能够获得相对准确的数据，类似的还有邻氯苯乙烯以及苯系其他毒物等等。
4、微量金属元素的监测在对有机污染物进行监测时，气相色谱作为一种重要的分析手段，近几年其在监测水环境中的微量金属元素也有所应用。现在气相色谱已经能够用来对砸、铍、铜等元素进行分析监测。砸的测定原理是在酸性条件下，四价砸会与衍生化试剂1，2-邻苯二胺发生反应，当衍生化试剂的量足够时，能够产生具有挥发性的化合物，此时使用有机溶剂将其萃取出来，最后通过配有电子捕获监测器的气相色谱仪进行含量测定。
四、结束语
综上所述，随着气相色谱技术的灵敏性和可靠性不断提升，使其在我国环境监测中的应用日益广泛。气相色谱技术的应用范围包括对土壤中残留农药的监测、对空气中有毒气体的监测、对水污染的监测等多种方面。并且其在应用过程中，价格低廉，操作简便，易于推广利用，能够有效地进行监测分析和标准分析，对于提高环境监测水平具有重要意义。
参考文献：
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[2]周民锋等.衍生气相色谱技术在环境监测中的应用[J].中国环境监测，2014（02）
[3]王红等.气相色谱技术及其在环境监测中的应用[J].水能经济，2018（06）
论文作者:沈翔宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/26
标签：色谱论文; 气相论文; 农药论文; 技术论文; 环境监测论文; 组分论文; 污染物论文; 《防护工程》2018年第33期论文;