試析如何有效開展化學品危險性的快速檢測

李 趙，王 晶，胡 琴，楊 亮，郭勤烈

（四川省化工質量安全檢測研究院，四川 成都 610031）

0 引言

對于化學危險品來說，通常是具有易燃易爆、腐蝕屬性的化學品，其會給人體健康和生命產生威脅。通常情況下，受到外加壓力等因素影響，化學危險品容易受到溫度、碰撞等因素影響而發生威脅事故，嚴重影響周圍群眾日常生活和生命安全。一些化學危險品如果發生泄露，不僅會污染環境，并給人體健康埋下隱患，同時化學機制作用速度比較快，所以不管是化學危險品運輸還是保存，都要做好檢測工作，通過快速檢測，及時反應，從根源上降低化學品危險事故發生率。

1 化學品危險性檢測的意義

近年來，社會經濟發展水平提高，工業化發展進程加快，化學品使用和運輸為現代工業改革發展提供了有利條件。新技術、新產品，被廣泛運用在人們日常生活中，讓人們生活方式發生明顯變化。對于化學危險品來說，展現出易燃易爆、有毒有害等特點，其危險性比較高，對人們身體健康和生命安全造成嚴重威脅。化學危險品的快速檢測，對社會經濟可持續發展有著重要意義。

在對化學品危險性評估中，主要指標在于腐蝕性，通過對化學品腐蝕性的檢測，能夠保證化學品運輸和儲存安全。長時間以來，國內外相關領域全面加強化學品腐蝕研究，并且在腐蝕檢測方面取得了良好研究成果，主要是從在線檢測和離線檢測兩個方面，控制化學品腐蝕。在腐蝕層面上，腐蝕機制和理論研究比較成熟，各種防腐技術得到了全面推廣與使用，加快了化學危險品檢測效果[1]。當前，我國關于化學危險品腐蝕危險性檢測與研究，依然是按照聯合國發布的有關危險品運輸要求，檢測方法包括物理檢測方法、化學檢測方法等。通過對化學危險品的快速檢測，能夠縮短化學危險品腐蝕性檢測時間，提高化學危險品運輸水平和安全性，對推動我國工業產業發展有著現實性意義。

2 開展化學品危險性快速檢測的相關方法

2.1 物理檢測方法

物理檢測方式通常不會加入額外試劑，主要是結合物理分析自身結構特點對其特異性進行檢測，廣泛采用的檢測方法有光譜檢測、色譜檢測等方法，應用簡單且檢測結果準確，靈活性強，不會給檢測物造成影響。

2.1.1 光譜檢測方法

對于光譜檢測方式，主要是物質離析吸收特定光波以后將會產生能級躍遷現象，發射或者吸收對應的波長光能，形成對應的光譜，結合物質特定光譜確定物質結構和組成成分。對于光譜檢測方式來說，其分析效率高、對物品純度沒有太高要求，但是對標準樣品有著嚴格標準，需要及時更新建模，相關設備成本高。

拉曼光譜檢測方式主要是根據分子自動振動和轉動過程產生特定波長的散射光譜，對物質結構進行檢測與研究。通過使用便攜式拉曼光譜設備對多種爆炸化學品進行檢測，不會對被檢測物造成損傷，同時也能根據特征峰值確定不同爆炸化學品屬性和組成。

紅外光譜檢測方式的工作原理主要是通過吸收紅外光能量，促進分子振動，讓其振動能級和轉動能級發生明顯變化，其也被稱之為分子振動光譜。在使用紅外光譜檢測方法時，可以利用彈光確定光程差周期變化情況，從而設計對應的紅外光譜吸收方案，提高靜態干涉系統在氣體定量定性檢測過程中的抗干擾能力。和傳統檢測方法比較，檢測精度比較高，誤差比較小，一般誤差不會超過5%?；蛘呤褂帽銛y式傅里葉紅外光譜設備，通過自主設計確定檢測方法，可以檢測化學品中多種揮發性物質[2]。

熒光檢測方法主要是根據熒光性物質自身特點和熒光強度來對化學品危險性進行定量與定性分析，在富集水樣中加入螯合物，利用便攜式X 射線熒光光譜設備完成水樣檢測，能夠從中獲取多種重金屬物質。對于傳統臺式檢測設備來說，由于體積比較大，操作較為復雜，在現場快速檢測應用中具有一定局限性，而芯片式以及紙質傳感器自身重量比較輕，體積小，能夠靈活應對各種突發事故。

對于重金屬配合物下的磷光探針是當前化學品危險性檢測中主要采用的檢測方法，展現出使用周期長、托克斯位移大、無熒光干擾等特點，在化學傳感、生物醫學等行業中應用廣泛。一般情況下，如果把處于基態環境下的分子轉變程不穩定運行狀態，將會產生一種光子發光現象，這種光也就是通過熒光探針進行化學品危險性檢測的方法。磷光光譜法一般檢測壽命期限比較長，并且發射波長能夠隨意調節，在檢測過程中應用便利，檢測效果好。利用發光光譜可以直接檢測化學危險品中含有的重金屬物質。

2.1.2 色譜/質譜聯用法

氣相色譜能夠快速將混合物進行分離，質譜則能夠結合碎片離析分布情況了解物質結構屬性，色譜質譜聯用技術則是將兩種檢測技術的優勢充分結合，可以對一些比較復雜的化學成分進行檢測與分離鑒定。在具體操作中，可以使用氣相色譜/質譜測定方法檢測化學危險品中硫醇類致嗅物，或者利用HP－VOC 色譜柱來實現樣品分離，檢測下限數值是0.1μg/L。通過氣相色譜/質譜法，能夠檢測化學品中多種揮發性有機物，檢測數值在0.01～0.11μg/L[3]。在具體操作中，無須對化學品提前處理，分離效果好，應用便利，適合應用在化學品應急檢測活動中。

2.2 化學檢測方法

化學檢測方式主要是在化學反應作用下，根據化學反應中的顏色、發光強度等情況對檢測樣品進行檢測與分析，主要采用的化學檢測方法有比色法、化學發光分析法等，其檢測速度比較快，不會給環境產生嚴重影響，同時樣品使用量比較少。

比色法主要是對有色溶液顏色進行測量，檢測化學品中各種成分含量，檢測效果比較明顯，適合應用在重金屬物質、有毒物質等檢測中。通過使用對應鋁檢測試紙，把試紙加入水楊基熒光酮浸泡液內，連續浸泡兩次，在溫度60℃環境下，將其放置在特定波長的光電檢測設備中，檢測時長是15min，根據檢測結果，確定其線性關系。分光光度法是通過測定被測物質在特定波長處或一定波長范圍內光的吸收度，對該物質進行定性和定量分析的方法。它具有靈敏度高、操作簡便、快速等優點。目視比色法通過把帶檢測物質少量滴注在檢測試紙中，根據其顏色變化了解化學危險品屬性和類型及大致含量，無須借助相關設備通過眼睛直觀比較，在重金屬元素、砌體等檢測中應用廣泛。但是這種檢測方式只是適合應用在結構相對簡單的化學品中，無法對一些混合化學品進行檢測。

伏安法主要是讓被測物質電逐漸進入電極中，通過預電解處理方式，加入反向電壓，讓沉積在電極中的物質發生化學反應，結合化學反應繪制伏安特曲線圖，采用定量與定性分析方式進行檢測。通過同位鍍汞法對玻碳電極進行修飾，并在差分脈沖陽極作用下獲得伏安特曲線參數，從而實現對鉛離子和鎘離子的檢測。通過對微分脈沖ASV 進行調整在硫酸溶劑中添加適量的鹽酸羥胺，在金電極作用下取代汞電極，能夠檢測出溶劑中的As 與Hg，給多種金屬離子檢測發展提供新的方向。

電化學傳感器的工作原理也就是結合被測量物質的電化學屬性，同時把被檢測物質中化學量改為電學量，以完成傳感檢測。通過加入納米材料，在一定程度上讓傳感器運行效率和水平明顯提高，改善電化學分析性能。在檢測過程中，可以利用分子印跡電化學傳感器，根據Cu2+-甘氨酸與Cu-Gly 所產生的化學反應，準確識別Cu2+的雙特異性。與此同時，通過金納米離子/半胱氨酸復合材料修飾了工作電極，并使用差分脈沖ASV 檢測Cu、Pb、Cd、Hg，檢測限值為5.0×10-8mol/L。根據目前情況，延長電極使用期限、增強抗干擾能力、重復使用并且不會給環境產生影響是未來化學品危險性檢測的主要研究方向。

化學發光分析法也就是根據產生的化學反應，讓電子發生改變，從而形成一定波長的光，結合某個階段發光強度或者是總量確定成分組成與含量。通過使用CeO2-C03O4納米纖維，將其用于檢測設備中催化發光薄膜，在檢測范疇內，對甲醛分布情況和數量進行快速檢測?；谌纫蚁┰诩{米In2O3表面產生的催化反應，利用催化發光傳感器中氯乙烯特異性識別工程，檢測被檢測物中重金屬、有毒物質含量。

2.3 生化檢測方法

生化檢測方式主要是根據被檢測物質與生物體之間產生的特異性反應，從中獲得光、電、熱等信號轉化參數，利用生物化學試紙法、生物傳感器法等檢測方式，取得準確的檢測結果，這些檢測方式操作簡單，能夠保證檢測結果的準確性，并且具有在線連續檢測功能，為化學品危險性快速檢測提供了良好條件。

生物化學試劑也就是在化學顯色反應以及生物技術作用下，形成的一種新的檢測方式，其中試紙法中包括酶抑制試紙法、免疫層析試紙法以及發光細菌試紙法。在具體操作中，可以發光菌試紙和普通發光菌有害物質檢測方式進行比較，實踐得知，這種檢測方式獲得的檢測結果更加準確，操作便利，靈敏度高。通過單克隆抗體確定膠體金，檢測發現檢測水樣中含有Cd 膠體，滿足水質環境對Cd 痕量檢測要求[4]。隨著生物化學試紙檢測技術改革發展，應用范疇不斷擴充，在標記物讀取、讀取方式確定等方面均操作高靈敏度、多樣化測量方向邁進。

生物傳感器也就是在生物活性單元作用下，將其設計為敏感元件，同時把敏感元件和信號轉換元件進行結合，從中獲取比較清晰的目標檢測物質。和傳統檢測技術比較，生物傳感器檢測時間比較短，同時選擇性能強，無須在專業技術人員配合下操作，適合應用化學危險品運輸、儲存等行業中。

對于固體樣品檢測，在現場快速檢測過程中，對于固態樣品危險性檢測的重點在于易燃易爆屬性、遇水后是否產生易燃氣體等。對于已經納入相關法律目錄的固體爆炸物品，可以利用相關標準的拉曼、紅外等檢測方式檢測，通過檢測固體燃燒速度、撞擊感度、遇水放氣試驗，確定校準規程草案。

總之，結合實驗標準手冊和各種檢測方法，因為對檢測環境有著嚴格要求，操作過程比較復雜，檢測時間比較長，無法滿足化學品危險性快速檢測要求，相關便捷式、高效的檢測方式和設備處于空白狀態。雖然部分學者對影響檢測結果的影響因素進行分析，并且也簡化檢測條件，但是和比較成熟、實用性強的檢測方式依然有一定差距，依然需要尋找比較簡單、快速的檢測方法，降低對檢測環境的要求，利用各種新技術和新設備，滿足化學品危險性快速檢測要求。

3 試驗判定

結合國內外相關政策要求和標準，采取各種檢測方式進行化學品危險性測試，結合檢測結果確定其危險屬性。在實際檢測中，檢測方式和判定依據主要是按照聯合國發布的有關危險品運輸建議書和標準手冊。

在化學品危險性檢測與運輸中，相關人員應佩戴防護設施，重點思考可能產生的危險因素，結合現場情況，做好化學品危險性診斷與檢測工作，及時確定化學品危險等級。結合我國編制的危險化學品目錄，常見的危險化學品種類有很多，其中包括爆炸物、易燃氣體、氧化性氣體、自燃液體、自燃固體、氧化性液體、氧化性固體、金屬腐蝕物等。為了進一步了解化學品的危險屬性，應結合物品實際狀態，做好現場檢測工作，不同狀態下的化學品在危險性檢測方式上有所不同。例如，對于氣體化學品危險性檢測，一般通過對現場空氣環境中有害氣體含量情況進行定量與定性分析，檢測方式不僅僅需要在現場使用便攜式檢測設備，做好取樣工作，同時還要快速檢測與評估有害氣體含量、濃度以及危險系數，時刻監測與觀察氣體成分變化[5]。

對于液體樣品檢測，在現場快速檢測過程中，對液體樣品危險性判定標準是易燃易爆屬性、氧化性以及金屬腐蝕性等。結合試驗檢測標準，對液體易燃性進行檢測，一般通過閉杯閃點進行確定。在閉杯閃點檢測中，主要采用連續閉杯測定器測定閃點檢測方式，利用相關設備和儀器，獲取檢測數據，快速得出檢測結果。

4 結語

總而言之，在科技發展水平不斷提高的環境下，化學品危險性檢測方式隨之更新與完善，通過各種檢測方式，獲得準確的檢測結果，提前做好應對處理工作，為化學品運輸發展提供支持。由于便攜式氣體檢測儀性能指標不斷調整，檢測精度明顯提高，是當前現場快速檢測中廣泛采用的方式。通過對未來發展趨勢預測，便攜式氣體檢測將會朝著無須專業人員配合、操作便利等趨勢邁進，有效提高化學品危險性檢測水平，保證檢測結果準確性。