无机气相色谱法在环境分析化学中的应用

杨丽洁

摘要：随着人们生活水平的提高，环境保护越来越受到人们的重视，尤其是“绿色生活”的理念，越来越多的学者开始研究如何更有效、更高质量地检测样品中的污染物含量。目前，越来越成熟的环境污染测定技术是色谱法。本文论述了无机气相色谱在环境分析中的应用与发展，为无机气相色谱在环境分析中的应用提供参考。

关键词：无机气相色谱法;环境分析;应用

前言

气相色谱分析在有机化合物的分离和分析中起着不可估量的作用，但无机物质的分析已经被人们所熟知。由于某些条件的限制，近年来无机物质的发展受到了越来越多的关注，气相色谱技术也取得了很大的进展。本文仅对无机物作了简要介绍。可以看出，气相色谱分离效率高、灵敏度高，仪器简单方便，特别是环境科学在20世纪70年代的兴起，使环境分析化学处于重要的地位。气相色谱分析在这方面也发挥了重要作用。通过气相色谱分析，大气、水、土、生物体甚至月球的许多元素都取得了较好的结果。气相色谱分析也是分离氢和烷基化合物（如砷、汞、铅、硒等）的有效方法。

一、应用于气相色谱的无机物的形式

（一）形式

对于无机物的气相色谱分析，第一步是改变它们的化学形态，使它们具有挥发性和热稳定性。金离子与某种有机试剂反应满足了这一要求。这是无机力研究领域的一项早期工作，也是一种发展迅速、应用广泛的氧化铁气相色谱分析方法。下面介绍几种用于无机材料的气相色谱分析。醋酸丙酮是研究的第一种含氧配体。然而，大多数热稳定性和挥发性都不够。柱温较高，用丙酮和醋酸氟丙酮对许多苯乙酮胶囊进行了分解。目前，研究了双酮笼合物中大多数金属元素的气相色谱分析。一般来说，它对三价元素是有价值的。对于配位数大于双氧化态的二价过渡金属，由于其氧化性、配位数的不饱和性和易溶解性，使其笼形电极的极性增加而挥发性降低，不利于无机气相色谱法的应用。

（二）构成

气相色谱仪一般可分为五个部分，即气路系统、喷射系统、分离系统、检测系统和记录系统。其中，气路系统可称为气载系统，惰性气体填充整个测量系统。该部分的主要功能是传输样品。主进样系统是指将样品引入气道系统。分离系统的主要功能是分离待测样品的各个组成部分。该检测系统主要处理测试样品的检测和测量。该记录系统主要对探测器采集的信号进行转换，并记录样品的分析结果。气相色谱技术具有广泛的应用，包括石油化学分析、物理和化学研究、药物、食品质量检测和环境分析。近年来，气相色谱分析在环境质量分析中发挥着越来越重要的作用。例如，大气中的有毒和危险物质、废气中的硫化物等，可以通过气相色谱法检测，在水质检测中，可以检测饮用水中的有机溶剂、多环芳烃和环境水体中的有机污染物。此外，气相色谱法还可用于分析土壤中的有机污染物或固体废物。可以说，随着技术水平和理论知识的不断提高，该技术具有良好的发展前景，应用范围也越来越广。

（三）气相色谱技术特点

一种是高度敏感。一般来说，国家规定的水质检测标准限值不等，而气相色谱法的最低值不等。由于载气相对分子量较小，间隙较大，黏度较低，流动性较好。其分析速度快。与透射化学分析方法相比，气相色谱分析的操作更加简单，可以对所获得的数据进行自动处理和分析，从而大大提高了分析效率。同时所需样品的数量很少。当气相色谱分析用于样品的监测和分析时，气体通常只需要几毫升，液体只需要几毫升，所以样品的数量很小，使得检测过程更加方便。并且选择性很高。气相色谱法可有效地分离具有相似性质的异构体和同态元素。

（四）有机金属化合物的气相色谱分析

在过去，半导体工业中制备超纯元素的气相色谱分析方法以及对某些元素的脂肪烷基化络合物的研究，在20世纪70年代随着环境科学的发展而活跃起来。特别是，汞、砷、铅和硒等有毒元素在自然界中被微生物烷基化，气体对人体健康有害。因此必须要重视对这方面内容的研究，才可以是人们的生命健康得到全面的保护，避免这些毒元素对人体造成严重的伤害。因此就必须要重视使用气相色谱分析方法，不断的进行分析发现，为人们的良好生活奠定基础，不断的研究相关物质，采取合适的方法避免人体接触到这些有毒元素，从而对人体造成伤害。

二、无机气相色谱分析法

（一）特点

气相色谱的各种优点也在无机气相色谱中起着作用。如果分离效率很高，则是分离同类性质铜元素的理想方法。第二，灵敏度高的方法有利于物理学分析，因为在这种方法中，样品的尺寸很小或非常低，例如铬，可以在月球样品的痕量检测仪上测量。第三分析速度快，幾十秒到几十分钟就可以完成一个复杂的成分分析周期，如离亚交换分离光土壤中的元素以最快的速度逐日进行，气相色层仅需几分钟。第四是选择性好，异型检测器可获得高选择性，金属包合物萃取后的气相色谱分析不仅可以通过高选择性，而且可以通过浓缩来确定。如果线性范围可以达到107，测试范围可以达到一定的宽度的，并且可以通过更换不同的测试仪来调整测量范围。第五，气相色谱仪比一般的大型仪器简表，价格更方便、更易推广使用。

（二）色谱技术

无机层析中常用的检测器有氢焰离子化检测器，其极限最小，线性范围宽，但电极在金属离子较大时可产生金属氧化物，降低灵敏度。电子捕获检测器（ECD）在无机气相色谱的发展中起着重要的作用。含氟配体产生的金属包合物具有很高的响应值，是一种很好的选择性检测器。火焰检测器对含硫和磷的化合物具有较高的选择性和敏感性，在无机气相色谱分析中应用不多。用气相色谱仪和微波对家禽体内的发射光谱进行了研究。该仪器对不同的元素具有独特的原子发射光谱。它只对某些波长的元素产生选择性信号。它与复合矩阵没有关系。可检测有机汞化合物。据报道，二乙基二硫代氨基甲酸酯金属爪复合材料不采用不锈钢柱分解，但聚四氟乙烯柱的温度有限。玻璃柱可以在高温下使用，但密封困难，使用石墨垫圈是非常有效的。在固定相中使用高失活的缓冲器是关键因素。但金属包合物在柱体上的吸附效果不理想。后者的缺点是涂层量小，保留值的选择有限。由于水杨醛胺金属包合物一度被认为不适合气相色谱法，因此获得了满意的色谱图。这为低挥发性金属包合物的研究奠定了基础。

结语

在整体上，无机物的分离及其在环境分析中的效用的确定无疑可以通过看到气相色谱中固有的特殊点而得到。过去没有引起国内足够的重视，需要更多的分析人员来发展和赶上它。气相色谱检测器有许多灵敏度高，其中一些检测器具有良好的选择性，适用于痕量少的环境分析、超痕量毒物分析和样品量分析，并且已被广泛使用，易于推广，并易于作为一个显示器使用。在这一领域有许多工作要做。它具有较高的分离效率，有利于同时做多种元素测定，如果我国稀土元素丰富，正在寻求其应用途径，有的已作为微肥用于提高作物产量，因此大的表向人类环境扩散，对人体的生理和毒理学作用，必将在研究计划中提及，而稀土元素分析仍是难点，气相色谱是其最佳的分离分析方法之一。

参考文献

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