??????? 摘要：垃圾填埋氣成分包括CH4、CO2及H2、N2、O2等以及一些痕量氣體，它已對(duì)環(huán)境和人體健康造成了很大的危害，必須對(duì)它進(jìn)行監(jiān)測(cè)。它的許多成分都可以用氣相色譜法進(jìn)行分離與分析，本文主要對(duì)其中的主要?dú)怏wCH4、CO2和微量氣體中的苯系物、非甲烷烴、醛酮污染物的氣相色譜分析方法進(jìn)行了討論。
??????? 關(guān)鍵字：氣相色譜法填埋氣監(jiān)測(cè)
??????? 垃圾填埋氣是垃圾由于微生物的分解作用而產(chǎn)生的最終產(chǎn)物，其主要成分包括CH4、CO2及H2、N2、O2等以及一些痕量氣體，其中最主要的成分是CH4和CO2，二者能占填埋氣總量的90%以上。填埋氣是易燃易爆氣體，當(dāng)空氣中CH4濃度在5%~15%時(shí)，存在爆炸的隱患。填埋氣也是一種可以回收利用的資源，利用恰當(dāng)可以作發(fā)電、供燃?xì)獾扔?。填埋氣還是一種溫室氣體，特別是CH4氣體，它的溫室效應(yīng)作用是CO2的31倍，填埋氣中含有許多非CH4氣體，這些大多數(shù)是揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCS），盡管它們的量非常小，但對(duì)環(huán)境及人體健康的影響不容忽視。因此，無(wú)論是從資源回收和為設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的角度，還是從保護(hù)環(huán)境和人體健康的角度來(lái)講，都應(yīng)當(dāng)對(duì)垃圾填埋氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)填埋氣進(jìn)行產(chǎn)量及遷移規(guī)律的預(yù)測(cè)。但監(jiān)測(cè)是最基礎(chǔ)也最重要的一環(huán)。
??????? 垃圾填埋氣一般用氣相色譜法來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
??????? 一、氣相色譜法概述
??????? 1．1氣相色譜法基本原理[1]
??????? 氣相色譜分析技術(shù)是色譜法的一種。在氣相色譜分析的過(guò)程中，流動(dòng)相載著樣品通過(guò)固定相，樣品中的組分在流動(dòng)相和固定相之間連續(xù)移動(dòng)多次進(jìn)行重復(fù)分配平衡，由于各組分的物化性質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)不同而特有的偶極矩，決定了在兩相間的分配比不同。各組分在兩相中重復(fù)進(jìn)行溶解、解析、吸附、脫附、離子交換等形式的作用，從而造成各組分沿著色譜柱運(yùn)行速度也就不同，經(jīng)過(guò)適當(dāng)長(zhǎng)度的色譜柱后，各組分之間就會(huì)拉開(kāi)一定的距離，按照先后排列次序從色譜柱后流出，最后達(dá)到各組分分離分析的目的。
??????? 1．2氣相色譜儀的組成[2]
??????? 氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)，外型有多種多樣，但組成總是包括五個(gè)基本部分。（1）載氣系統(tǒng)：載氣帶著試樣進(jìn)入色譜柱，載氣系統(tǒng)的任務(wù)是提供純凈、穩(wěn)定、能被計(jì)量的載氣。（2）進(jìn)樣氣化系統(tǒng)：起引入試樣并使試樣瞬間氣化的作用。（3）色譜柱：是實(shí)現(xiàn)試樣色譜分離的場(chǎng)所。色譜柱由色譜柱管、柱內(nèi)填充物等組成。（4）檢測(cè)器：對(duì)柱后已被分離的組分進(jìn)行鑒定和測(cè)量。（5）記錄儀：記錄由檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)，以便進(jìn)行試樣的定性和定量分析工作。
??????? 1．3氣相色譜法最佳操作條件的選擇
??????? 由于氣相色譜法是通過(guò)組分在兩相的分配來(lái)進(jìn)行的，因而如何增大被分離組分在兩相間的分配系數(shù)的差異，減小峰的寬度，是色譜分離研究的中心問(wèn)題。通過(guò)選擇合適的固定相及最佳操作條件，可以獲得令人滿意的分離。
??????? 最佳操作條件的選擇包括：載氣流速的選擇、載氣的選擇、柱溫的選擇、柱形和柱長(zhǎng)的選擇等等。
??????? 二、垃圾填埋氣主要?dú)怏w的氣相色譜監(jiān)測(cè)
??????? 垃圾填埋氣的主要?dú)怏w是指CH4和CO2。國(guó)外的資料表明[3]，在一個(gè)典型的垃圾填埋場(chǎng)一般CH4的含量可達(dá)45%~50%，而CO2的含量可達(dá)40%~60%，我國(guó)由于垃圾中食品垃圾含量高，含水率也比國(guó)外要高。因此，我國(guó)的垃圾填埋氣中CH4含量要比國(guó)外的高。有研究表明：深圳市垃圾填埋氣中CH4含量為62.2%，而CO2的含量為34.7%[4]。必須對(duì)垃圾填埋氣主要?dú)怏w進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
??????? 對(duì)于CH4和CO2的監(jiān)測(cè)分析方法國(guó)家并沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)[5]，目前國(guó)外主要用便攜式氣體分析儀進(jìn)行分析。但也可以用氣相色譜法進(jìn)行分析[6]。
??????? 2．1儀器及設(shè)備
??????? 日本島津公司GC-14B氣相色譜儀，配熱導(dǎo)池檢測(cè)器，GR-4A色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)，高純氮?dú)猓?00毫升醫(yī)用注射器。
??????? 2．2氣相色譜分析條件
??????? 玻璃填充柱一根，柱長(zhǎng)2m，柱內(nèi)徑3mm，內(nèi)載40~60目G.D.X-502（天津化學(xué)試劑二廠），載氣為高純氮?dú)?，柱流?0ml/min，柱溫30℃，氣化室溫度120℃，檢測(cè)器溫度120℃，池電流50mA，進(jìn)樣量0.5ml。
??????? 在這些條件下，所測(cè)氣體組分采用保留時(shí)間進(jìn)行定性，外標(biāo)峰高法進(jìn)行定量。由于二種氣體均為不活潑氣體，它們與采樣器玻璃注射器之間無(wú)明顯吸附解吸現(xiàn)象發(fā)生，所采集的氣體樣品可保留較長(zhǎng)時(shí)間，樣品濃度變化較小，對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著影響。另外，由于本方法是采用注射器從現(xiàn)場(chǎng)直接采樣，采樣時(shí)間短具有可瞬間采樣的優(yōu)點(diǎn)，適合氣體發(fā)生量的測(cè)定工作。本方法在采樣過(guò)程中不需要加入任何氣體吸附劑，無(wú)吸附回收率問(wèn)題，故準(zhǔn)確度很高。