關(guān)于高效液相色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及其前景

　　論文摘要：浙江省上虞市地理環(huán)境特殊，具有豐富的水資源，隨著近些年浙江省上虞市的產(chǎn)業(yè)承接建設(shè)及其經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成了一定的影響�；�于國家對(duì)水環(huán)境的要求以及本監(jiān)測(cè)站在實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中的實(shí)際要求需要，在針對(duì)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)上引入了高效液相色譜儀作為基本的檢測(cè)手段。在實(shí)際的應(yīng)用過程中可以發(fā)現(xiàn)高效液相色譜儀在對(duì)于水環(huán)境的基本因素的監(jiān)測(cè)方面表現(xiàn)為較高的工作效率以及工作精準(zhǔn)度。同時(shí)還可以與其他的先進(jìn)儀器與軟件進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，更好的提高工作效率。本文在此基礎(chǔ)之上討論高效液相色譜在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及其未來可能的發(fā)展前景。

　　論文關(guān)鍵詞：高效液相色譜儀；水環(huán)境；監(jiān)測(cè)；前景
　　　
　　一、高效液相色譜儀及其技術(shù)簡(jiǎn)介

　　高效液相色譜（HPLC)也叫高壓液相色譜、高速液相色譜、高分離度液相色譜等。是在經(jīng)典液相色譜法的基礎(chǔ)上，于60年代后期引入了氣相色譜理論而迅速發(fā)展起來的。它與經(jīng)典液相色譜法的區(qū)別是填料顆粒小而均勻，小顆粒具有高柱效，但會(huì)引起高阻力，需用高壓輸送流動(dòng)相，故又稱高壓液相色譜。又因分析速度快而稱為高速液相色譜。
　　高效液相色譜儀的系統(tǒng)由儲(chǔ)液器、泵、進(jìn)樣器、色譜柱、檢測(cè)器、記錄儀等幾部分組成。儲(chǔ)液器中的流動(dòng)相被高壓泵打入系統(tǒng),樣品溶液經(jīng)進(jìn)樣器進(jìn)入流動(dòng)相,被流動(dòng)相載入色譜柱(固定相)內(nèi),由于樣品溶液中的各組分在兩相中具有不同的分配系數(shù),在兩相中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),經(jīng)過反復(fù)多次的吸附-解吸的分配過程,各組分在移動(dòng)速度上產(chǎn)生較大的差別,被分離成單個(gè)組分依次從柱內(nèi)流出,通過檢測(cè)器(能檢測(cè)色譜柱流出組分及其量的變化的器件。指機(jī)械的、電子的或化學(xué)器件，用于區(qū)分、記錄或指示環(huán)境中某一變量的變化，如溫度、壓力、電荷、電磁輻射、核輻射、粒子或分子等。)時(shí),樣品濃度被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送到記錄儀,數(shù)據(jù)以圖譜形式打印出來。

　　二、高效液相色譜儀的應(yīng)用

　　高效液相色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用主要分為三個(gè)方面：一方面是對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)的監(jiān)測(cè)；一方面是針對(duì)水體中的有機(jī)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)；另一方面是利用其高效分離的技術(shù)特點(diǎn)在對(duì)水體中污染物質(zhì)總量的監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)之上對(duì)不同價(jià)態(tài)及其形態(tài)的污染物進(jìn)行分類定量監(jiān)測(cè)。
　�。ㄒ唬�對(duì)傳統(tǒng)污染物的監(jiān)測(cè)
　　對(duì)傳統(tǒng)污染物的監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)日常水體中常見污染物的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。根據(jù)國家的相關(guān)要求及其本站的實(shí)際監(jiān)測(cè)條件，對(duì)水體中主要污染物的監(jiān)測(cè)包括了重金屬元素（銅、鋅、砷、汞、鎘、鉻等）、營養(yǎng)元素（氮、磷、鉀等）、特殊元素（硒、氯、硫等）。通過如上監(jiān)測(cè)對(duì)水體的日常污染狀況進(jìn)行把握與評(píng)價(jià)。同時(shí)，傳統(tǒng)污染物的監(jiān)測(cè)還包括了對(duì)特定企業(yè)排污點(diǎn)的污水監(jiān)測(cè)，作為其環(huán)保達(dá)標(biāo)的重要依據(jù)。
　　（二）對(duì)水體中的有機(jī)物
　　在傳統(tǒng)的污染物的基礎(chǔ)之上工業(yè)以及農(nóng)業(yè)淋容等多方面因素會(huì)對(duì)水體中造成一定的有機(jī)物污染，在針對(duì)有機(jī)物的污染監(jiān)測(cè)過程中傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法無法在精度與效率方面達(dá)到要求。在此方面應(yīng)用高效液相色譜儀在對(duì)有機(jī)物進(jìn)行定型的同時(shí)進(jìn)行定量的監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目包括了，工業(yè)有機(jī)污染物（氰化物、）揮發(fā)酚、石油類、總有機(jī)物等）、農(nóng)業(yè)有機(jī)物（如殺蟲劑、除草劑、消化抑制劑）、特殊有機(jī)物（微生物代謝物、醫(yī)療污染物、生活污水等）。針對(duì)如上的有機(jī)物監(jiān)測(cè)一方面能夠?qū)λ�體中有機(jī)污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，另一方面可以鑒別污染物種類進(jìn)而對(duì)排查污染源提供一定的幫助。
　�。ㄈ�）對(duì)不同價(jià)態(tài)及其形態(tài)的污染物的監(jiān)測(cè)
　　同種化學(xué)元素的不同存在價(jià)態(tài)以及形態(tài)對(duì)其生物毒性的影響至關(guān)重要。比如鉻元素在水體中存在三價(jià)與六價(jià)之分，其中三價(jià)鉻毒性較小且對(duì)在較大濃度范圍內(nèi)對(duì)人體有益，而六價(jià)鉻則表現(xiàn)為較強(qiáng)的生物毒性，在較低濃度下對(duì)人體造成較大危害。在水環(huán)境的監(jiān)測(cè)過程中傳統(tǒng)的六價(jià)鉻的監(jiān)測(cè)方法是利用六價(jià)鉻與二苯碳酰二肼的顯色反映進(jìn)行檢測(cè)的。這種檢測(cè)方式由于收到氧化還原條件的影響容易造成較大誤差，進(jìn)而使得對(duì)水體環(huán)境的判斷失準(zhǔn)。采用高效液相色譜儀能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)同種元素的不同價(jià)態(tài)進(jìn)而對(duì)水體的污染物及其毒性進(jìn)行更好的定量分析，為后續(xù)的環(huán)境評(píng)價(jià)與治理奠定基礎(chǔ)。

　　三、高效液相色譜儀的特點(diǎn)

　　（一）高效液相色譜儀的準(zhǔn)確性
　　與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比較，高效液相色譜儀具有更高的準(zhǔn)確性，這種準(zhǔn)確性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面高效液相色譜儀為全自動(dòng)檢測(cè)儀器，在避免了人為誤差出現(xiàn)的同時(shí)降低了機(jī)械誤差。而機(jī)械誤差經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的校訂之后可以得到很好的控制，這就決定了高效液相色譜儀在監(jiān)測(cè)過程中誤差較小。同時(shí)，在另一方面高效液相色譜儀在監(jiān)測(cè)原理上同樣優(yōu)于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，以火焰原子吸收測(cè)量水體中的重金屬濃度為例，其以火焰原子激發(fā)的峰值為測(cè)定濃度結(jié)果，在測(cè)定過程中的波動(dòng)式消耗會(huì)使得測(cè)量結(jié)果較實(shí)際濃度偏低的現(xiàn)象。而采用高效液相色譜儀則是利用全部曲線的面積來代替相對(duì)體積內(nèi)的總量，在計(jì)算優(yōu)化方面更具備準(zhǔn)確性。

　　（二）高效液相色譜儀的高效性
　　高效液相色譜儀的高效性主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：
　　1、高效液相色譜儀的檢測(cè)效率本身，樣品從進(jìn)樣到出結(jié)果僅需要30秒作用的時(shí)間對(duì)于單向測(cè)定，此時(shí)間還具有一定的下降空間。
　　2、高效液相色譜儀的多重測(cè)定效率。在針對(duì)多項(xiàng)目的測(cè)定過程中。利用高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)定可以單次進(jìn)樣多指標(biāo)共同檢測(cè)的效果，大大的降低了進(jìn)樣的重復(fù)性工作，提高了整體的工作效率。
　　3、高效液相色譜儀的連續(xù)進(jìn)樣機(jī)制，在前一樣品轉(zhuǎn)移到檢測(cè)室后，后一樣品既可以做進(jìn)樣處理，在監(jiān)測(cè)相同的項(xiàng)目指標(biāo)的情況下，連續(xù)進(jìn)樣與單獨(dú)進(jìn)樣的監(jiān)測(cè)效率提高越30%。
　　此外，通過高效液相色譜儀與質(zhì)譜儀的連用可以實(shí)現(xiàn)在定量分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性的監(jiān)測(cè)。一方面省略了定性檢測(cè)的二次步驟，另一方面降低了樣品前處理的難度與過程。進(jìn)而，降低了監(jiān)測(cè)的時(shí)間。
　�。ㄈ�）高效液相色譜儀的廣泛性
　　高效液相色譜儀的廣泛性主要表現(xiàn)為對(duì)監(jiān)測(cè)物質(zhì)的廣泛性，其監(jiān)測(cè)項(xiàng)目幾乎涵蓋了水體環(huán)境監(jiān)測(cè)的所有基礎(chǔ)項(xiàng)目。包括了重金屬的測(cè)定、營養(yǎng)元素的測(cè)定、其他離子的測(cè)定、不同價(jià)態(tài)的測(cè)定、有機(jī)物的測(cè)定等等諸多方面。尤其是其針對(duì)有機(jī)物的測(cè)定方面還可以細(xì)致劃分為多環(huán)芳烴類化合物的測(cè)定、酚類化合物的測(cè)定、苯胺類化合物的測(cè)定、鄰苯二甲酸酯類化合物的測(cè)定、氯聯(lián)苯和鹵代化合物的測(cè)定、苯基脲類化合物的測(cè)定、酞酸酯類化合物的測(cè)定等等。幾乎涵蓋了所有類別的污染物種類，使得在實(shí)際的操作過程中可以根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)目標(biāo)與監(jiān)測(cè)目的進(jìn)行合適的項(xiàng)目選擇。

　　四、高效液相色譜儀的應(yīng)用前景

　�。ㄒ唬┡c評(píng)價(jià)軟件連用
　　高效液相色譜儀與評(píng)價(jià)軟件連用主要是利用高效液相色譜儀的數(shù)據(jù)收集功能以及數(shù)據(jù)計(jì)算功能。在高效液相色譜儀對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)上結(jié)合電腦的評(píng)價(jià)軟件對(duì)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理的過程。通過與評(píng)價(jià)軟件的連用可以達(dá)到在監(jiān)測(cè)的過程中根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)目的進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)結(jié)果輸出的方式。進(jìn)一步使得環(huán)境監(jiān)測(cè)具有高效化與準(zhǔn)確性。
　　在具體的操作層面其可能應(yīng)用主要分為兩個(gè)方面：一方面是利用評(píng)價(jià)軟件的評(píng)價(jià)功能對(duì)超標(biāo)樣品進(jìn)行篩選。在測(cè)定前利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。而在測(cè)定的過程中利用評(píng)價(jià)軟件的篩選功能自動(dòng)對(duì)超標(biāo)樣品進(jìn)行報(bào)警或者標(biāo)紅處理，而對(duì)于未超標(biāo)樣品則可以采用忽略的處理方式。最終的數(shù)據(jù)輸出結(jié)果為超標(biāo)樣品編號(hào)與濃度。這樣能夠有效的降低環(huán)境監(jiān)測(cè)站的工作強(qiáng)度。
　　另一方面是利用預(yù)設(shè)的國家標(biāo)準(zhǔn)以及不同污染物的環(huán)境效應(yīng)權(quán)重針對(duì)同一樣品的權(quán)指標(biāo)測(cè)定項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)報(bào)告的生成。在測(cè)定的過程中自動(dòng)的對(duì)比國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而生成科學(xué)的環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告，為后續(xù)的環(huán)境治理提供一定的依據(jù)。
　�。ǘ�）與質(zhì)譜儀連用
　　高效液相色譜儀只能夠定性的分析被監(jiān)測(cè)物質(zhì)，或者通過對(duì)吸收光譜的設(shè)定來測(cè)定特定物質(zhì)的濃度，而對(duì)于未知物質(zhì)的監(jiān)測(cè)則存在一定的不足。此方面的缺陷使得其在使用的過程中測(cè)定項(xiàng)目具有一定的盲目性。通過高效液相色譜儀與質(zhì)譜儀的連用可以在同一樣品測(cè)定的情況下測(cè)定未知樣品中的特定物質(zhì)種類以及物質(zhì)濃度。方便并拓寬了水環(huán)境監(jiān)測(cè)的廣度。
　�。ㄈ�）與連續(xù)進(jìn)樣裝置的連用
　　高效液相色譜儀具有一定的連續(xù)進(jìn)樣能力。但是，此種進(jìn)樣依舊采用手動(dòng)的模式進(jìn)行。在手動(dòng)模式下，一方面對(duì)進(jìn)樣效率的提高程度不顯著。另一方面則表現(xiàn)為對(duì)進(jìn)樣的準(zhǔn)確程度不精確。因此，采用高效液相色譜儀與連續(xù)進(jìn)樣裝置的連用在進(jìn)一步提高工作效率的同時(shí)，保障了進(jìn)樣的準(zhǔn)確性與測(cè)定的自動(dòng)化程度。在效率與精度方面對(duì)高效液相色譜儀的檢測(cè)均是一種提高。

　　五、總結(jié)

　　本文結(jié)合前人的研究結(jié)果以及自身的工作經(jīng)驗(yàn)，討論了高效液相色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中的應(yīng)用。通過對(duì)其原理構(gòu)造的梳理，找到其在實(shí)際的過程中的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，對(duì)其工作過程中的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，找到了其高效性、準(zhǔn)確性、廣泛性等基本特征。同時(shí)，基于高效液相色譜儀在實(shí)際工作過程中的表現(xiàn)不足，從與其他設(shè)備的連用角度提出了高效液相色譜儀在水環(huán)境監(jiān)測(cè)的未來應(yīng)用前景。希望為今后的工作與科研提供一定的理論基礎(chǔ)。

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