(上海市崇明区环保局,上海市202150)
摘要:一直以来,化工行业的生产、加工、存储和运输等环节,都可能出现有机物的泄露,造成空气污染,这些有机气体成分复杂,并且特别容易扩散,需要及时采取有效措施。本文系统地介绍了便携式GC-MS在有机气体应急监测中的优越性,并通过具体的例子进行了分析,希望帮助大家更好地认识和了解便携式GC-MS的特点。
关键词:便携式GC-MS;有机气体;污染;采样
storage,transportationandotherlinksofthechemicalindustrymayleakorganicmatter,resultinginairpollution.Theseorganicgaseshavecomplexcomponentsandareparticularlyeasytospread,soeffectivemeasuresshouldbetakenintime.ThispapersystematicallyintroducestheadvantagesofportableGC-MSintheemergencymonitoringoforganicgases,andanalyzestheadvantagesthroughspecificexamples,hopingtohelppeoplebetterunderstandandunderstandthecharacteristicsofportableGC-MS.
Keywords:PortableGC-MS;Organicgas;Pollution;Thesampling
引言:
整体而言,有机气体的污染已经严重影响了人们的生活和工作,并且受到了社会各界人士的广泛关注,但是在应急监测过程中,环保部门无法准确对污染物质进行定性和定量,并且需要花费较长的时间进行分析和处理。
1.明确污染情况
便携式GC-MS,全称是便携式气相色谱-质谱联用仪,它不仅具备高分辨的能力,同时能够对物质进行准确的定性,主要结构包括气相色谱仪、质谱仪、标准气体瓶、真空泵、显示器以及电子元件等。便携式GC-MS的色谱应用条件为:50℃维持5min,然后每分钟升高30℃,直到达到180℃为止,并持续1min,而质谱应用条件为:扫描范围30~260amu,时间为1s,离子能源65eV。
传统的监测方法在对污染物进行分析时,需要一定量的标准物质,然后进行图谱分析和对比,同时还需要保证环境条件一致,但是通常情况下,工作人员事先无法获得符合条件的标准物质,加上有机气体的成分复杂,想要在现场完成定性是十分困难的事情。另外,还有部分工作人员使用便携式傅里叶红外气体分析仪,由于不能对气体进行分离,所以工作人员需要具备丰富的经验,并且能够准确对结果进行判断,在监测的过程中,很容易受到空气中的水分和二氧化碳等气体的影响,所以监测的结果会有很大的误差[1]。
便携式GC-MS的系统相对独立,分析技术在工作过程中不会产生干扰,而且按照严格的顺序进行。气相色谱仪对有机气体进行初步分离,也就是将混合气体中的成分进行排序,形成一个脉冲序列,这时每个脉冲序列中的分子化合物个数为2~3个左右,然后由质谱仪进行再次分离,通过电子轰击,获得特定的分裂物,然后对这些分裂物的质量进行测量,并且绘制相应的图形,从而获得质谱图,几种不同仪器监测能力如表1所示。
表1几种不同仪器监测能力
2.划分污染范围
第一步,使用仪器的快速普查功能,对现场进行扫描。在没有到达事故现场时,要将仪器进行预热后对干净的空气进行扫描,获得一个质谱,然后再对污染区域内的空气进行扫描,获得另一个质谱,根据两个质谱的变化情况确定污染的范围。第二步,使用全扫描功能,得出定量结果,这一过程误差能够保证在18%以下,可以很好地满足监测的需求[2]。第三步,使用离子监测功能,对一些代表性很强的位置进行定量分析,这样可以确定该位置的污染程度。目前还有台式GC-MS,也可以在局部范围内进行定量分析,但是因为它的采样时间和分析时间较长,并且各个采样位置距离较远,在进行整体分析时,污染情况可能已经有了很大的变化,所以更多地应用于事后对有机气体的污染进行评价这方面,在前期监测中的作用不大。
3.分析污染意义
便携式GC-MS的系统独立,可以在最短时间内分析出分子质量在30~290之间的有机气体化合物类型,即使算上仪器预热的时间,整个分析过程也只有半小时左右,这点十分重要,因为能够节省宝贵的时间,以便及时找到有机气体污染物的种类,并且划定污染范围,这样能够极大地减轻污染的危害[3]。使用便携式GC-MS,可以在最短时间内,为工作人员采取应急预案和方法提供科学的依据,防止污染的扩散,便携式GC-MS与台式GC-MS的监测情况如表2所示。
表2便携式GC-MS与台式GC-MS的监测情况
4.实际应用效果
笔者对某工业园区的四家化工厂进行了监测,使用的是便携式GC-MS,与此同时,在现场采集气体样品,并且运回实验室使用台式GC-MS进行分析,发现监测结果基本一致,能够证实便携式GC-MS的可靠性,具体监测结果如表3所示。
表3便携式GC-MS与台式GC-MS的监测结果
从上表数据中我们可以发现,便携式GC-MS能够监测出化工厂有机气体污染物的类型,但是在含量上存在细微的偏差,但是差异不是很明显,所以在突发事故紧急处理时,可以使用便携式GC-MS这种监测方法。值得一提的是,便携式GC-MS的检出限在1×10-9以上,相对标准偏差较小,可以对空气中常见的40种有机气体污染物进行监测,而且监测耗时很短,为相关人员采取应急措施争取了宝贵的时间。
结论:
综上所述,通过对便携式GC-MS进行分析,我们可以清楚地认识到它的优越性,而且便携式GC-MS的应用,可以很好地满足有机气体应急监测的需求,并且提高了环保部门的监测水平,为污染问题的解决提供了重要的依据。
参考文献
[1]韦业.便携式GC-MS在环境监测系统的应用现状研究[J].科技创新与应用,2015(23):187.
[2]王效国,吴宇峰,张肇元,崔连喜.便携式GC-MS在室内空气VOC监测中的应用[J].资源节约与环保,2016(12):50-51.
[3]穆丽丹.光子晶体薄膜荧光传感器高效检测有机气体[D].延安大学,2017.
作者简介:陆劲松(1982-),男,上海市人,职称:工程师,学历:本科,研究方向:环境监测。