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        長江某斷面揮發(fā)性有機(jī)污染物監(jiān)測淺析

        2012-01-31 08:36:20翟崇治余家燕肖志軍
        關(guān)鍵詞:氯乙烯三氯甲烷氬氣

        劉 偉,翟崇治,劉 萍,余家燕,肖志軍

        (重慶環(huán)境監(jiān)測中心,重慶401147)

        長江是中國水量最豐富的河流,多年平均年徑流量9 616×108m3,約占全國河流徑流總量的36%,為黃河的20倍[1]。作為重要的生產(chǎn)、生活用水來源的長江,其水質(zhì)的好壞也日益受到關(guān)注。長江重慶段Z斷面多年來水質(zhì)情況良好,近年來隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,部分揮發(fā)性有毒有機(jī)污染物也開始出現(xiàn)。這類物質(zhì)的日益增多會(huì)帶來嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題。水中VOCs,特別是其中的低分子鹵代烴和苯系物均已列為許多國家的環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測污染物。選擇重慶長江Z斷面,對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測,有利于及時(shí)了解掌控其斷面的水質(zhì)情況。

        1 樣品采集與分析

        1.1 樣品采集

        由于VOCs的沸點(diǎn)較低、揮發(fā)性強(qiáng),而且地表水中VOCs的含量較低,因此需要合適的富集濃縮,采用的方法是吹掃捕集(purge—and—trap)[2-4]和直接頂空進(jìn)樣技術(shù)進(jìn)行取樣。此次實(shí)驗(yàn)每天4h 1次采集地表水樣。水樣先沖洗2L的采樣杯(食品級(jí)透明PVC材料),之后采集2L地表水樣,再用氬氣吹掃濃縮。當(dāng)氬氣氣泡上升時(shí),一部分VOCs被氬氣吹脫將從水相變?yōu)闅庀?,在采樣管頂部被儀器內(nèi)部采樣泵引入儀器內(nèi),并被儀器內(nèi)置濃縮阱吸附濃縮。然后由加熱濃縮器和逆向載氣流將VOCs解吸后進(jìn)入儀器的色譜柱進(jìn)行分離,然后利用MAID檢測器檢測,通過建立好的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)每種VOC進(jìn)行定性定量分析,生成檢測報(bào)告。

        1.2 試劑

        飲用水中揮發(fā)性有機(jī)化合物分析用標(biāo)準(zhǔn)溶液:18種VOCs,各化合物濃度為2 000mg/L,標(biāo)樣為SPEX CertiPrep Group公司生產(chǎn)的,編號(hào)XQ-4 406。標(biāo)樣的溶劑是甲醇,濃度為2 000mg/L。

        1.3 儀器設(shè)備

        INFICON CMS 5 000全自動(dòng)VOCs監(jiān)測系統(tǒng)。

        1.4 分析條件和過程

        100%二甲基聚硅氧烷,0.32mm內(nèi)徑的色譜柱。不銹鋼閥體/Teflon膜片,柱模件溫度55°C~200°C,載氣為氬氣,純度為99.999%,氣壓為414~689kPa。分析過程如下:制造頂空捕集時(shí)間為5s,吹掃捕集時(shí)間為30s,采樣時(shí)間為60s,閥溫為50℃,內(nèi)標(biāo)溫度為55℃,檢測器溫度為80℃,內(nèi)置減壓閥溫度為55℃。程序升溫起始溫度60℃,保留1min后,以4℃/min升溫到90℃,再以6℃/min升溫到135℃,最后以20℃/min升溫到200℃,保留45s,升溫過程共持續(xù)20min。

        2 結(jié)果與討論

        監(jiān)測時(shí)間為2010年1月1日-2010年11月25日。除異常情況外,每天測試6次,把這6次的測試值進(jìn)行平均,得出日平均值。一共測試254d,就這254d的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得出長江Z斷面的地表水VOCs監(jiān)測情況(見表1)。

        表1 檢出率及檢出的物質(zhì)的平均質(zhì)量濃度

        2.1 檢出的VOCs種類

        表1表明,檢出VOCs 7種,主要為鹵代烴、苯系物。揮發(fā)性鹵代烴的種類在檢出的VOCs中所占的比例最高,達(dá)71.4%,其次是苯系物。

        2.2 檢出的VOCs濃度

        從表1可看出,這18種VOCs中,只有二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、苯、三氯乙烯、甲苯、四氯乙烯這7種有檢出,檢出率最高的是三氯甲烷,達(dá)到14.9%。其次是四氯乙烯,達(dá)到6.3%。由此可見,其檢出率很低,說明長江Z斷面受到VOCs的污染種類比較少。從檢出的平均質(zhì)量濃度看,1,2-二氯乙烷的檢出平均質(zhì)量濃度最大為0.004 13mg/L,是GB 3838-2002中1,2-二氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)限值濃度的13.7%,遠(yuǎn)沒有超標(biāo)。

        2.3 檢出的VOCs相關(guān)性

        由于這18種有機(jī)物總體檢出率都很低,研究任意2種有機(jī)物的濃度的相關(guān)性意義不大,因此只列出檢出率最高的2種有機(jī)物三氯甲烷和四氯乙烯的相關(guān)性數(shù)據(jù)(見圖1)。

        圖1 三氯甲烷濃度和四氯乙烯濃度的相關(guān)性

        如圖1所示,三氯甲烷和四氯乙烯之間相關(guān)性較差,其R2為-0.0752,由此說明這2種檢出率最高的VOCs來源不一致。

        2.4 檢出的VOCs濃度的季節(jié)變化

        分析這18種VOCs中所檢出的7種VOCs的質(zhì)量濃度的月均值(見圖2)。

        圖2 7種VOC月均質(zhì)量濃度

        如圖2所示,6-8月份所有的VOCs均為未檢出。說明夏季在水溫和氣溫都較高的情況下溶解在水中的VOCs濃度很低。

        3 結(jié) 論

        通過對(duì)重慶長江斷面地表水中18種VOCs的檢測分析表明,揮發(fā)性鹵代烴為主要污染物,但是存在量都符合我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);其他揮發(fā)性有機(jī)污染物的量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我國的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。檢出的有機(jī)物質(zhì)量濃度的季節(jié)變化大,夏季幾乎都未檢出。在檢出率最高的2種物質(zhì)三氯甲烷和四氯乙烯之間相關(guān)性較差??紤]到隨著工業(yè)的發(fā)展,有機(jī)污染問題會(huì)日漸突出,因此應(yīng)該給予高度關(guān)注。

        [1] 虞孝感.長江流域可持續(xù)發(fā)展研究[M].北京:科學(xué)出版社,2003:489.

        [2] 葛 萍,韓鴻印,張俊剛,等.吹掃捕集-氣相色譜法測定水中苯系物[J].化學(xué)分析計(jì)量,2005,14(2):32-33.

        [3] 張 嵐,蔣 蘭,鄂學(xué)禮,等.飲用水中痕量揮發(fā)性有機(jī)物吹掃捕集-氣質(zhì)聯(lián)用測定法[J].環(huán)境與健康雜志,2008,25(5):431-432.

        [4] 甘鳳娟,陳硯朦.吹掃捕集-毛細(xì)管氣相色譜法測定飲用水中的揮發(fā)性有機(jī)物[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2008,18(1):92-93.

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