
在環境污染物的檢測中,我們多以污染物的濃度,即標況下單位體積的氣體中存在的污染物質量數,作為評價環境污染物多少的參數。因而,準確獲知污染物的濃度在了解環境污染程度,治理污染等方面都是相當重要的。在檢測環境污染物濃度時,準確測定標況下氣體的體積和污染物的質量,降低其不確定度成為了準確獲知污染物濃度的關鍵。
在室內環境檢測中,被測標的物為被測氣體。因此,被測標的物的量采用標況下氣體的體積衡量。氣體的量與其體積、溫度及氣壓密切相關。離開溫度、氣壓談氣體體積是沒有意義的。測定標況下氣體的體積,目的也就是獲知目標氣體的量的大小。
目前,測定標況下氣體體積的常用方法是利用大氣采樣器間接測定。在設定時間內,令氣體通過采樣器的樣品收集系統及流速測量系統。通過記錄所得的流速及采樣器工作時間得知流經采樣器的氣體體積,同時,以溫度計、氣壓計測量環境溫度和氣壓,換算成標況下氣體體積。然而,在樣品收集系統的氣阻較大的情況下,此方法將會引入較大的測量不確定度。現通過一個實驗來描述這個問題:以Tenax(苯基對苯醚)填料吸附管吸附樣品,并在采樣器外Tenax吸附管氣體入口處外接一流量計。由于填料顆粒較細,氣阻較大,啟動采樣器并調整流速至其自帶流量計顯示流速為500ml/min時,外接流量計測定氣體流速僅得250~350ml/min。兩處流速測定位置得出了兩個截然不同的結果,這說明了流經這兩個位置的氣體體積不同。而此兩個位置均是氣路上的一點,是氣體必經之路。我們知道,通過氣壓、溫度、體積三個氣體的特征參數可以確定氣體的量。既然一定量的氣體進入了氣路,為何在氣路的兩個不同的位置上呈現出兩個不同的體積呢?這個情況引發了我們的思考。
采集氣體樣品時,外部的氣體進入采樣器外的流量計,流經吸附管及采樣器內的自帶流量計,然后排空。分析此氣路,將發現吸附管填料是顆粒狀的,存在氣阻。由于氣阻的存在,吸附管兩端的氣壓也是不同的。相同量的氣體在溫度不變的情況下,氣壓變化,體積會隨之而變。在采樣中體現出來的結果就是在吸附管兩端流量計的測量結果不一致了。填料的孔隙率越小,氣阻越大,吸附管兩端的氣壓差就越大。而吸附管的填料孔隙率是不確定的。也就是說,吸附管不同,兩處流量計的測量結果的比值也是不同的。由此可知,以環境溫度、環境氣壓、采樣時間和采樣器內的流速來衡量采集氣體的量,并不能排除吸附管氣阻的影響,以該特征參數得出的標況氣體體積并不符合實際情況。
完全收集污染物與確定被測氣體的體積同樣重要。不完全收集污染物的后果無疑就是導致檢測結果偏低,增大了出現漏判的概率。在污染物的收集階段中要防止穿透現象的發生。所謂穿透,即污染物沒被捕獲,隨著被測氣體通過收集系統直接排放。通常采用在收集系統后增加一個二號收集系統的方法,分析測定二號收集系統中污染物的量,若測定結果顯示無污染物則認為原收集系統是可靠的。當出現穿透時,一般的解決方法有增大吸收或吸附物質的量或者降低被測氣體流速等。目的是增加被測氣體與吸收或吸附物質的接觸時間和接觸面積。
比色法和色譜分析法是室內環境檢測中最常用的測定方法。
比色法是以生成有色化合物的顯色反應為基礎,通過測量有色物質溶液的顏色深度來確定待測物質含量的一種定量分析方法。此方法有諸多優點,如設備、原理簡單,操作簡便,能準確定量。但必須認識到的是,沒有一種方法是沒有缺點的。比色法中可能對結果帶來影響的因素也比較多。如當分析對象是易溶或可溶時,溶劑中分析對象的含量背景;實驗過程中所使用試劑的批次是否與建立回歸曲線時一致且在有效期內等。對各種影響因素進行分析,會發現其對回歸曲線的影響可分為兩種,一是影響截距,二是影響斜率。在截距方面,可在設計檢測方法時,通過試劑空白分析,扣除試劑空白值,將其對截距的影響盡可能地降低。在斜率方面,理論上,同一種實驗方法,使用相同的試劑,在相同的環境下得到回歸曲線的斜率應該是一致的。當使用標準樣品驗證無異常,而所得斜率與過往相比變化較大時,則應慎重分析,查找斜率變化的原因。
色譜法,以響應時間定性,以峰高或面積定量,是一種對混合樣品進行定性定量分析的十分方便有效的分析方法。對于色譜法分析,儀器條件的設置十分重要。不同的儀器,不同的配件,其儀器最優條件設置均不相同。設定時,在定性分析方面,要做到有效分離各組分的響應信號;在定量分析方面,應努力增大低濃度樣品的響應值。色譜理論比較復雜,影響因素較多,本文在此提出幾個方面的要點: 1、液體樣品進樣時,能在進樣室內瞬間汽化。2、載氣流速越快,分離時間越短,但不利于組分的分離效果。3、柱溫越高,分離時間越短,但不利于組分的分離效果。4、色譜柱越長,分離效果越好,但分離時間越長。5、分流比越大,組分分離效果越好,但會降低組分的響應值。6、靈敏度及檢測器溫度越高,組分的響應值越高,但干擾越大,基線不易平穩。在對色譜儀的原理和結構不十分熟悉的情況下,通過上述不同條件的組合,基本上可確定一個最優條件。
進行室內環境檢測的定量分析時,所關注的重點不應在于采用何種方法進行分析,而應在于如何才能得到正確的分析結果。無論是比色法或是色譜法,使用時均采用設定多個標準點,建立回歸曲線,對被測樣品進行數據處理的方法。所有使用回歸分析的方法都有一個共同的驗證標準:當已知結果的標準樣品符合所得回歸曲線時,證明該回歸曲線有效。因此,實際工作中應將關注的重點置于標準樣品的驗證上。
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