環(huán)境突發(fā)事件中揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)儀器解析
我國(guó)環(huán)境突發(fā)事件逐年增多，其中有機(jī)污染事故占據(jù)了相當(dāng)大的比重…。2008年上半年僅上海市，由揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)引起的污染應(yīng)急監(jiān)測(cè)超過(guò)80％，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹及評(píng)價(jià)常用的VOCs便攜式監(jiān)測(cè)儀器，指出其使用的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。
1 常用便攜式監(jiān)測(cè)儀器
1．1便攜式氣相色譜(GC)儀
氣相色譜技術(shù)是分析揮發(fā)性有機(jī)物的經(jīng)典方法，按照不同用途，便攜式氣相色譜儀(便攜式 GC)一般裝有FID、PID或ECD等檢測(cè)器。便攜式GC一般既可以使用毛細(xì)管柱，也可以使用填充柱，有時(shí)還可同時(shí)使用這兩種柱子。便攜式GC載氣的選擇與實(shí)驗(yàn)室用的體系基本一致。污染物質(zhì)進(jìn)入色譜柱后，按照沸點(diǎn)／極性的不同先后流出，在檢測(cè)器處獲得響應(yīng)，表現(xiàn)為基線的峰值，按照保留時(shí)問(wèn)、峰高(峰面積)對(duì)待測(cè)物質(zhì)定量。需要注意的是，便攜式GC只能對(duì)待測(cè)混合物質(zhì)實(shí)現(xiàn)分離，不能給出污染物質(zhì)的確切定性信息。
1．2便攜式FID／PID檢測(cè)器
該儀器即便攜式氣GC的檢i貝0器。與便攜式 GC相比，污染物質(zhì)不經(jīng)過(guò)色譜柱，直接進(jìn)入FID／ PID檢測(cè)器，直接獲得響應(yīng)，大大節(jié)省了時(shí)間。例如PID檢測(cè)器，因?yàn)椴恍枰細(xì)，質(zhì)量1kg以下，單手即可操作，攜帶最為方便。但儀器不能實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物的分離，只能獲得TVOCs的相對(duì)數(shù)值，在單一有機(jī)物泄漏事件中，確切知曉有機(jī)物種類的情況下，結(jié)合對(duì)不同VOCs的校正系數(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì) VOCs快速定量。同時(shí)鑒于其極佳的攜帶性和快速的響應(yīng)能力，能夠迅速對(duì)環(huán)境突發(fā)事件中有機(jī)物的分布范圍及污染趨勢(shì)判斷。
1．3便攜式氣質(zhì)聯(lián)用(GC／MS)儀
便攜式氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀將氣相色譜的高分辨能力和質(zhì)譜檢測(cè)器的定性能力二者相結(jié)合，為迄今國(guó)際上對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物最有效和可靠的監(jiān)測(cè)手段之一。便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀(便攜式GC／ MS)一般由氣相色譜儀和質(zhì)譜儀、載氣和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)氣體瓶、高真空泵及控制電子件、電池、鍵盤(pán)、顯示器和探頭組成，便攜式GC／MS可以實(shí)現(xiàn)直接進(jìn)樣，完全適合在現(xiàn)場(chǎng)工作，在應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作中具有極大的優(yōu)越性。便攜式GC／MS中的質(zhì)譜可以被看成是GC的檢測(cè)器，與標(biāo)準(zhǔn)GC相比，能夠解決許多其無(wú)法解決的問(wèn)題，如共洗脫峰、保留時(shí)間位移、沒(méi)有預(yù)料的未知物質(zhì)和基質(zhì)的干擾等。通過(guò)質(zhì)譜圖提供待測(cè)物質(zhì)的類別信息，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)的比較，完成對(duì)待測(cè)物質(zhì)的定性；通過(guò)TIC(總離子流)圖的峰高與峰面積，與加注的內(nèi)標(biāo)化合物比較，在沒(méi)有待測(cè)物質(zhì)標(biāo)樣的情況下完成對(duì)待測(cè)物質(zhì)的半定量分析，從而為環(huán)境突發(fā)事件復(fù)雜、未知有機(jī)物污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)提供一套完整的解決方案。便攜式 GC／MS一般還具有MS模式，即待測(cè)污染物質(zhì)直接進(jìn)入質(zhì)譜，如同便攜FID／PID檢測(cè)器，直接得到 TIC圖。
1．4便攜式傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)]
商用FFIR通常包括光學(xué)、機(jī)械、電子及電氣部分、樣品處理和分析系統(tǒng)。紅外吸收光譜圖以圖形形式表示出被樣品吸收的不同頻率范圍的紅外光譜。依照不同物質(zhì)的紅外吸收光譜，對(duì)照光譜圖對(duì)物質(zhì)定性；依照比爾定律對(duì)待測(cè)物質(zhì)定量分析。 FFIR分析速度較快，響應(yīng)時(shí)問(wèn)較為理想，但由于其無(wú)分離能力，對(duì)復(fù)雜有機(jī)化合物的定性困難，同時(shí)容易受環(huán)境中水汽的影響，對(duì)待測(cè)物質(zhì)的溫度也有一定的要求，對(duì)分析人員的經(jīng)驗(yàn)和能力也要求較高。 2揮發(fā)性有機(jī)物便攜式監(jiān)測(cè)儀器性能比對(duì)便攜式儀器的綜合比較見(jiàn)表1。
 |
由表1可見(jiàn)，不同的儀器均有其自身的優(yōu)劣，需要結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化使用，這就對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)與能力提出了較高要求。同時(shí)，有必要及時(shí)總結(jié)已有案例，針對(duì)不同情況制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，對(duì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)勘查程序及儀器使用程序做出詳細(xì)規(guī)定，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)過(guò)程的QA／QC，努力實(shí)現(xiàn)時(shí)效性與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的統(tǒng)一。
3 應(yīng)用實(shí)例
某建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)挖掘機(jī)刺破不明化學(xué)物質(zhì)儲(chǔ)罐，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)彌漫劇烈刺激性氣體。監(jiān)測(cè)人員接到居民舉報(bào)后，攜帶便攜式GC／MS、便攜式PID 檢測(cè)器、風(fēng)向風(fēng)速儀以及蘇碼罐等儀器至現(xiàn)場(chǎng)。在確定風(fēng)向、風(fēng)速后，監(jiān)測(cè)人員使用便攜式PID檢測(cè)器及便攜式GC／MS的“survey”模式(直接進(jìn)質(zhì)譜) 判斷不明揮發(fā)性物質(zhì)在區(qū)域內(nèi)的大致分布情況，隨后使用便攜式GC／MS在最高濃度點(diǎn)、下風(fēng)向點(diǎn)以及敏感點(diǎn)(居民區(qū))采樣分析，同時(shí)用蘇碼罐取樣，送回實(shí)驗(yàn)室分析。
在監(jiān)測(cè)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)20min后，第1份監(jiān)測(cè)結(jié)果報(bào)出，確認(rèn)不明物質(zhì)為溴化卞，一種強(qiáng)催淚劑，物性描述與現(xiàn)場(chǎng)情況相符，從而確定相應(yīng)的處置方法。隨后，不同點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)報(bào)告連續(xù)上報(bào)，為決策部門(mén)提供第一手資料。3h后，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)報(bào)告也報(bào)出不明物質(zhì)為溴化芐，從而印證了便攜式儀器的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
4 結(jié)語(yǔ)
正確使用便攜式儀器，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與使用者的經(jīng)驗(yàn)，可對(duì)環(huán)境突發(fā)事件中揮發(fā)性有機(jī)污染物實(shí)行快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。儀器本身并無(wú)絕對(duì)的優(yōu)劣之分，只有適用與否，按照現(xiàn)場(chǎng)情況，正確選用儀器，可確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的科學(xué)性，監(jiān)測(cè)成本的經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)
[1]肖勇泉，齊燕紅．突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急處置中的監(jiān)測(cè)支持[J]．環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2005，17(2)：4—6．
『2]HERRYC，王雄．便攜式Gc和GC／MS的發(fā)展之路[J]．國(guó)外分析儀器技術(shù)與應(yīng)用，1998，10(1)：33—39．
[3]周申范，宋敬埔，王乃巖．色譜理論及應(yīng)用[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，1994．
[4]李國(guó)剛．環(huán)境化學(xué)污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．
[5]張磷，郁建橋，周衛(wèi)華．快速傅立葉變化紅外光譜儀和氣相色譜／表面聲波分析技術(shù)在應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]．分析儀器，2008，3(3)：2O一22．
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
