對(duì)惡臭物質(zhì)的成分濃度進(jìn)行分析一般依賴于先進(jìn)的分析儀器喜愛,通常使用的儀器主要有氣相色譜儀(GC)環境、氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)機製性梗阻、液相色譜儀(HPLC)、紫外-可見分光光度計(jì)等廣泛關註;另外針對(duì)惡臭污染的測(cè)試改造層面,還有電子鼻、傳感器各項要求、簡(jiǎn)易快速檢測(cè)管 等專用儀器大面積。目前我國(guó)8種惡臭受控物質(zhì)的分析方法如下表:
紫外-可見分光光度法(ultraviolet-visible spectrophotometry)是利用物質(zhì)在紫外、可見光區(qū)的分子吸收光譜優勢與挑戰,對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析集成應用、定量分析及結(jié)構(gòu)分析的方法。按所吸收光的波長(zhǎng)區(qū)域不同問題分析,分為紫外分光光度法(60-400nm)和可見分光光度法(400-750nm)迎來新的篇章,合稱為紫外一可見分光光度法。
紫外-分光光度法測(cè)定惡臭物質(zhì)濃度是利用惡臭物質(zhì)與相應(yīng)的顯色劑發(fā)生顯色反應(yīng)生成特定的物質(zhì)不負眾望,經(jīng)紫外線或可見光照射后共同學習,物質(zhì)分子中價(jià)電子對(duì)輻射產(chǎn)生吸收的原理進(jìn)行測(cè)定。例如次氯酸鈉-水楊酸分光光度法測(cè)定氨推動並實現,用稀硫酸吸收空氣中的氨氣,生成硫酸氫銨。在亞硝基鐵存在下更加完善,以酒石酸鉀鈉作掩蔽劑的有效手段,銨離子、水楊酸和次氯酸鈉反應(yīng)生成藍(lán)色化合物保持競爭優勢,根據(jù)顏色深淺真正做到,用分光光度計(jì)于波長(zhǎng)698 nm處,用1 cm比色皿方案,以水為參比追求卓越,測(cè)定吸光度,計(jì)算氣體中氨的濃度持續向好。
色譜法適合多組分不容忽視、低濃度物質(zhì)的分離、測(cè)定記得牢,但是由于相當(dāng)一部分的惡臭物質(zhì)嗅覺閾值較低(如甲硫醇的嗅閾值為0.07 ppb)組建,現(xiàn)有檢測(cè)器無法檢出。因此通常需要采用濃縮預(yù)富集手段來滿足物質(zhì)檢出限的要求服務體系。由于大多數(shù)的惡臭物質(zhì)為揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)進展情況,因此對(duì)于惡臭物質(zhì)的富集濃縮可以借鑒VOCs的富集濃縮方法。目前VOCs常用的富集濃縮方法主要有罐采樣-低溫冷阱濃縮-氣相色譜/質(zhì)譜法和固體吸附-熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜法,這兩種方法已經(jīng)被美國(guó)環(huán)保署(USEPA)列為VOCs的標(biāo)準(zhǔn)分析方法研究,分別為EPA TO-14搶抓機遇、TO-15和TO-17方法。
罐采樣-低溫冷阱濃縮-氣相色譜/質(zhì)譜法(EPA TO-14結論、TO-15)的基本原理是用經(jīng)特殊處理的不銹鋼罐采集空氣樣品,進(jìn)行樣品的低溫濃縮并除去惰性氣體后體系,經(jīng)氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)定性足夠的實力、定量測(cè)定空氣中的VOCs。由于該方法可以將大體積的氣體樣品濃縮至微量體積提高,濃縮倍數(shù)多可達(dá)近千倍全面闡釋,故檢出限可達(dá)到ppb甚至ppt級(jí)。
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∪^程、诓荒芘懦悄繕?biāo)物的干擾更高要求;
③采樣罐和低溫冷阱濃縮系統(tǒng)本身造價(jià)較高優勢領先;
〗涷灧窒?、懿蓸庸摅w積較大,大批量的樣品采集攜帶不是很方便新技術。
∨囵B。?)固體吸附-熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜法
固體吸附-熱脫附-氣相色譜/質(zhì)譜法(EPA TO-17)的基本原理是使用無油采樣器采集空氣,使空氣通過裝有一種或多種固體吸附劑的吸附管(采樣管)趨勢,然后將吸附管放入加熱器中迅速加熱高效流通,被分析物質(zhì)從吸附劑上脫附后,再經(jīng)氣相色譜/質(zhì)譜進(jìn)行VOCs的定性、定量分析有力扭轉。
吸附劑的種類調解製度、性質(zhì)及其選擇性對(duì)于吸附濃縮/熱脫附技術(shù)是至關(guān)重要的。通常形式,按照吸附劑所用材料的性質(zhì)覆蓋範圍、結(jié)構(gòu)可將吸附劑分為無機(jī)吸附劑和有機(jī)多孔聚合物吸附劑兩大類。無機(jī)吸附劑主要有活性炭功能、石墨化碳黑高質量發展、硅膠、氧化鋁形勢、分子篩攻堅克難。無機(jī)吸附劑通常具有較大的比表面積、較高的使用溫度高效節能,比有機(jī)吸附劑的極性要強(qiáng)相關,適合吸附極性化合物。但是多數(shù)無機(jī)吸附劑親水性強(qiáng)組織了,遇水容易失活充足,不適合分析濕度大的樣品。有機(jī)多孔聚合物吸附劑包括Tenax表現、XAD-2異常狀況、Porapak、Chromasorb等的積極性。這些材料多為疏水性更多可能性、背景低、反應(yīng)活性低高效,不適合捕集易揮發(fā)性物質(zhì)和強(qiáng)極性物質(zhì)分析。由此可見,不同的吸附劑的應(yīng)用范圍受其本身的性質(zhì)限制質量,因此使用中常常會(huì)將幾種吸附劑組合起來,例如30mm Tenax GR和25mm CarbopackTMB組成的吸附管,適用于捕集C6~C20范圍內(nèi)的化合物不久前,在不同濕度下采樣體積可達(dá)2L緊迫性,對(duì)于C7以上的化合物采樣體積可擴(kuò)大到5L。

熱脫附儀是對(duì)吸附濃縮得到的樣品進(jìn)行加熱解析的設(shè)備機構,其解析溫度非常激烈、時(shí)間和載氣流速一般可調(diào)。從原理上來說多種場景,熱脫附有一級(jí)脫附和二級(jí)脫附兩種科技實力。一級(jí)脫附是將被吸附物解析后直接利用載氣吹到氣相色譜柱,但往往產(chǎn)生不同程度的峰擴(kuò)散集中展示,且載氣流量大可靠保障,因此很難在毛細(xì)管柱上應(yīng)用。二級(jí)熱脫附將一級(jí)脫附的物質(zhì)重新進(jìn)行吸附富集/解析建設,從而減少峰擴(kuò)展共同,可改善色譜的分離效率,故應(yīng)用較廣。目前在此基礎上,第二次吸附富集主要是利用低溫的方法將解析樣品進(jìn)行再次濃縮。通常采用的低溫濃縮方法為機(jī)械制冷探索創新、半導(dǎo)體電子制冷和液氮制冷等開展。
固體吸附/熱脫附氣相色譜-質(zhì)譜法具有以下優(yōu)點(diǎn):
① 檢出限低迎來新的篇章,可以達(dá)到ppb級(jí)甚至ppt級(jí)解決方案;
② 無需使用有機(jī)溶劑共同學習;
〗涣餮杏?、?吸附管可重復(fù)使用;
?、?吸附管體積小順滑地配合,易于攜帶。
該方法的缺點(diǎn)主要有以下幾方面:
”∪觞c、儆捎诓煌奈絼┚哂幸欢ǖ倪x擇性上高質量,因此不能捕集到完整的氣體樣品;
⌒Ц?、?某些吸附劑本身背景較高相對較高;
③ 存在穿透體積的問題發展需要。
對(duì)于一些在GC或GC/MS上響應(yīng)較差的惡臭物質(zhì)創新內容,還可采用液相色譜進(jìn)行分離測(cè)定,如2,4-DNPH衍生HPLC測(cè)定空氣中的醛酮類物質(zhì)(可參考USEPA TO-11方法)信息。
盡管通過樣品的前處理將惡臭物質(zhì)富集濃縮可以滿足很多物質(zhì)的測(cè)定檢出限實踐者,但無法直接給出惡臭對(duì)人類感官的影響程度。
4.電子鼻法
電子鼻也稱人工嗅覺系統(tǒng)廣泛關註, J. W. Gardner給電子鼻下的定義是:“電子鼻是由一種有選擇性的電化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)淖R(shí)別裝置組成的儀器,能識(shí)別簡(jiǎn)單和復(fù)雜的氣味豐富。”電子鼻的工作原理主要是利用傳感器模擬生物鼻感應(yīng)氣體中的化學(xué)成分,產(chǎn)生可以用來測(cè)量的物理量的變化顯示,一般由傳感器陣列善於監督、信號(hào)預(yù)處理單元和模式識(shí)別單元等三大部分組成。目前常用的傳感器包括有石英晶體微平衡傳感器(QCM ) 豐富內涵、金屬氧化物傳感器數據、導(dǎo)電聚合物傳感器效率和安、表面聲波傳感器以及光纖傳感器等,其中以導(dǎo)電聚合物傳感器的應(yīng)用為普遍邁出了重要的一步。該技術(shù)早應(yīng)用于食品工業(yè), 用以鑒別食品的質(zhì)量產能提升。近年來,電子鼻技術(shù)在惡臭污染源調(diào)查及其影響評(píng)價(jià)等方面也得到一定的應(yīng)用品牌。
李湘中體系、Lam.W.S等曾利用電子鼻分析垃圾填埋場(chǎng)和廠界的惡臭樣品,對(duì)照兩者的氣味指紋譜圖和諧共生,確認(rèn)了填埋場(chǎng)廠界惡臭具有和城市垃圾揮發(fā)的氣體具有相近的性質(zhì)提高。
由于受傳感器種類的限制,電子鼻技術(shù)尚不能滿足對(duì)所有惡臭物質(zhì)測(cè)試的需要用上了。目前結構,市場(chǎng)所見的電子鼻只適合于半定量的分析要求。此外, 該方法的缺點(diǎn)同樣是測(cè)定結(jié)果無法直接給出惡臭對(duì)人的影響程度生產製造。
5.臭氣濃度傳感器法
為了解決一般傳感器測(cè)定結(jié)果不能直接反映惡臭對(duì)人影響的問題拓展基地,日本的研究工作者依據(jù)韋伯—費(fèi)希納公式對(duì)傳感器的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行處理,測(cè)定結(jié)果可以直接讀出臭氣濃度值多元化服務體系。使用該傳感器分析實(shí)際樣品前需要建立惡臭物質(zhì)濃度的對(duì)數(shù)值與傳感器相應(yīng)信號(hào)的關(guān)系曲線處理。當(dāng)分析實(shí)際樣品時(shí)信號(hào)處理單元會(huì)根據(jù)傳感器感應(yīng)物質(zhì)的濃度,轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的臭氣濃度對(duì)數(shù)值實力增強。
由于這種臭氣濃度傳感器沒有采用傳感器陣列自然條件,因而一種傳感器往往只適合某一類的惡臭化合物,對(duì)于復(fù)雜的混合氣體所得到的結(jié)果偏差較大。但是由于該儀器操作簡(jiǎn)單體系流動性,不需要太多試驗(yàn)人員,因此目前更多的應(yīng)用于污染物比較簡(jiǎn)單的工廠進(jìn)行自檢深度。
6.檢測(cè)管法 簡(jiǎn)易快速檢測(cè)管
在工業(yè)生產(chǎn)過程中助力各行,工作現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常會(huì)被一些有毒害和易燃易爆的氣體或蒸汽所污染。為了能及時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)狀況帶來全新智能,以便發(fā)現(xiàn)事故隱患互動互補,需要一種既快速簡(jiǎn)便,又有足夠準(zhǔn)確度和靈敏度的分析方法來代替試驗(yàn)室里常規(guī)的費(fèi)時(shí)繁瑣的化學(xué)分析方法自主研發。
在這種情況下力度,檢測(cè)管式氣體測(cè)定技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它是由氣體檢測(cè)管和采樣裝置組成意向。這種技術(shù)近年來在國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快持續發展,應(yīng)用范圍越來越廣泛。在惡臭氣體應(yīng)急檢測(cè)或者高濃度簡(jiǎn)易測(cè)量方面此法應(yīng)用較多。現(xiàn)在能用檢測(cè)管測(cè)定的惡臭氣體主要包括硫化氫合作、氨、苯乙烯、硫醇等設備製造。
氣體檢測(cè)管是在一個(gè)固定長(zhǎng)度和內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)有效性,裝填一定量的檢測(cè)劑高質量發展,用塞料加以固定資源配置,再將玻璃管兩端熔封。檢測(cè)劑形成一個(gè)指示層攻堅克難,當(dāng)含有被測(cè)物質(zhì)的氣體定量地通過管子時(shí)機遇與挑戰,檢測(cè)劑變色長(zhǎng)度與被測(cè)氣體濃度成正比例,從檢測(cè)管上印制好的刻度可以得知被測(cè)氣體的濃度相關。檢測(cè)劑的選擇及其與載體的配比決定了檢測(cè)管可測(cè)物質(zhì)的成分和量程范圍取得明顯成效。
氣體檢測(cè)管法實(shí)質(zhì)上是將化學(xué)分析方法儀器化,化學(xué)分析的一切步驟在檢測(cè)管法中也同樣地被采用著影響力範圍,只是在制造檢測(cè)管時(shí)被工業(yè)化手段所取代大力發展,使用時(shí)不再需要不同試劑及測(cè)前準(zhǔn)備工作,僅有采樣和結(jié)果顯示兩步雙向互動,而這兩步又是同時(shí)進(jìn)行的集成技術,所以該方法具有操作簡(jiǎn)便、快速的特點(diǎn)生產效率,加之體積小創新的技術,攜帶方便,對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)人員稍加指導(dǎo)就可使用更合理,在幾十秒至幾分鐘內(nèi)就可測(cè)得結(jié)果有序推進,適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。但是這種方法靈敏度低顯著、準(zhǔn)確性還有待提高深入開展,因此多被用來工廠自檢或監(jiān)測(cè)部門初步調(diào)查時(shí)使用。