徐夢穎 趙 寶 張小麗

江蘇高研環(huán)境檢測有限公司

水監(jiān)測中有機污染物的檢測技術應用

徐夢穎 趙 寶 張小麗

江蘇高研環(huán)境檢測有限公司

當前，在工業(yè)快速發(fā)展的過程中，對自然環(huán)境造成了嚴重的污染和破壞，而水環(huán)境中的有機污染物讓原本就缺乏的淡水資源變得更加稀缺。部分有毒有害的有機污染物帶入了水資源內(nèi)，現(xiàn)已證明多數(shù)有機污染物都具有致癌、致畸等特征，長此以往將嚴重危害人們的身體健康及破壞生態(tài)平衡。為更好地降低污染度，樣品前處理、儀器檢測為有機污染物監(jiān)測的主要方法，在有機污染物監(jiān)測中樣品前處理技術極為關鍵?；诖?，文章就水監(jiān)測中有機污染物的檢測技術應用進行分析。

水監(jiān)測；有機污染物；檢測技術

1.有機污染物的概述

所謂的有機污染物，使指碳水化合物、蛋白質(zhì)等天然有機物質(zhì)與可生物降解的人工合成有機物質(zhì)相結合形成的污染物，它主要分為兩大類別，一類是天然有機污染物，另一類是人工合成有機污染物。前者主要是生物體的代謝活動所產(chǎn)生或者其他生物化學產(chǎn)物，例如氨基甲酸乙酯、麥角、草蒿腦等均屬于天然有機污染物。通過長期實踐能夠看出，很多天然有機污染物在摻入其他污染物后，會出現(xiàn)一定程度的化學反應，造成二次污染，給環(huán)境造成更為嚴重的破壞。

2.環(huán)境有機污染物檢測技術的發(fā)展和現(xiàn)狀

到20世紀初，世界經(jīng)濟的發(fā)展使環(huán)境污染問題越發(fā)嚴重，許多國家開始有機污染研究工作，并且有機污染物檢測技術得到快速發(fā)展。但是在這個時期，由于我國還沒有開始注重有機污染物，導致我國有機污染檢測的技術發(fā)展較為緩慢。近幾年，隨著我國改革開放政策的展開，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，但是也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，為此我國開始逐漸認識到有機污染物檢測技術的重要性，國家提出“經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展”的方針，引進國外先進的有機分析設備，學習國外的先進檢測經(jīng)驗，這些手段極大程度上彌補了我國有機污染物檢測技術的空白。近幾年，雖然我國也已經(jīng)開始重視環(huán)境有機污染物檢測技術的研究，但是我國技術研究起步較晚，對有機污染物檢測技術研究的基礎不扎實。另外，有機分析程序比較復雜，這導致我國的有機污染物檢測技術的先進性與其他先進國家相比，分析技術和承擔批量檢測的能力還存在很大差距，有機污染物檢測技術還存在很大缺陷，無法確保有機污染物檢測技術有切實可行的檢測系統(tǒng)。

3.有機污染物檢測技術

3.1 色譜法

色譜法又可以叫做層析法或色譜分析法，其主要用途在分析化學、有機化學和動力化學等實驗中均有體現(xiàn)。該技術的工作原理如下所述：在不同狀態(tài)下，針對不同物質(zhì)，使其進行一系列分配，使穩(wěn)定相中的體系處于運動狀態(tài)以便洗脫處理，由于混合物中各組成物質(zhì)在物化特性上會有所差異，在洗脫時，就會以不同的速度按照不同的移動軌跡運動，最終達到分離的目的。色譜法最大特點就是工作效率高，能在幾分鐘里完成幾十種物質(zhì)的分離，其檢測下限的數(shù)量級能夠到10g～12g。若是把分析方法與不同檢測所用的儀器相結合，可以使待測樣品組成部分的分析靈敏度提高，從而利于選擇性檢測。因此，色譜法的優(yōu)點可以總結為：較高的分離提純效率、較快的檢測速度、較強的組分分析靈敏度、較多的可選擇性和較少的樣品劑量，并且支持多組分同時分析，更重要的是，其操作十分簡便。

3.2 有機質(zhì)譜法

該檢測技術的工作原理如下所述：通過電子轟擊等方法使待測樣品離子化，然后采用電磁學的重要原理，使離子根據(jù)不同質(zhì)荷比進行離子的分離，然后測出各離子的離子強度，進一步得出待測樣品的分子量和分子結構。有機質(zhì)譜法的特點是：工作效率高，幾分鐘甚至幾秒種就可以完成整個檢測；適用范圍廣，可以用來檢測所有能離子化的物質(zhì)。如果把該方法與GC、LC結合起來使用，它的用途將更為廣泛，可以一次對多種復雜的混合物進行檢測。該技術是當前有機物樣品檢測的首選方法。

3.3 液-液萃取技術

該檢測技術的工作原理大致如下所述：根據(jù)溶液中不同組成部分在不同的溶劑中具有不同的溶解度，可以通過分液漏斗的分層原理把相關溶質(zhì)從混合體系中萃取出來，達到分離提純液相物質(zhì)的效果。其核心技巧在于萃取劑的使用，要求被萃取物質(zhì)易溶于萃取劑，并且在萃取劑中溶解度比較大，而與其它液體溶劑不溶或微溶。此方法有較高的回收率，且其方法穩(wěn)定、成本低，在過去的幾十年里使用非常普遍，當前在一些地下水檢測的實驗中也會用該方法來測定地下水中的半揮發(fā)性有機物。

3.4 固相萃取技術

該技術的工作原理如下所述：以固相吸附劑對液體樣品中的沉淀進行選擇性地吸附，再以選擇性溶劑洗滌，除去所吸附的組成部分，進而對目標固體樣品開展富集、分離以及提純的后續(xù)工作。固相萃取技術是一項比較新的樣品處理方法，它是把液固萃取和柱液色譜技術聯(lián)合研發(fā)后形成的一種新的萃取技術，因此，該技術綜合了液固萃取和柱液色譜技術的一些優(yōu)點，是一項比較成熟的萃取技術，在處理液體樣品、萃取、濃縮和凈化半揮發(fā)性物質(zhì)時，具有較好的效果。

4.水監(jiān)測中有機污染物的檢測技術應用

4.1 有機污染物前處理現(xiàn)狀

液固萃取方式為常用的樣品有機物前處理方法，是指在不同溶劑內(nèi)通過有機物的具體溶解度，提取出待測有機物，索氏提取為早期傳統(tǒng)方式，隨著科學技術的不斷提升，產(chǎn)生了大量萃取技術，如超聲萃取、微波萃取等，但仍有機溶劑用量較大，萃取時間過長，且沒有萃取效率較低。在水資源監(jiān)測中，因其具有較多采樣點、較大樣品數(shù)量及較強時效性，尤其是在應急監(jiān)測環(huán)節(jié)，如選取以上方式進行處理，已經(jīng)與高效、經(jīng)濟進行水環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)代化需求不符。為更好地提升檢測質(zhì)量，本文選用快速溶劑萃取法進行監(jiān)測，相比其他方式，其具有有機溶劑用量小、速度快速及高回收率等優(yōu)勢。目前，在水環(huán)境固相物質(zhì)，如底泥、土壤等的揮發(fā)性、半揮發(fā)性及持久性有機物分析、監(jiān)測中得到了廣泛應用。

4.2 快速溶劑萃取技術分析

4.2.1 技術原理

第一，溫度升高。提高溫度對基體效應的遏制極為有利，能夠進行動力學的快速解析，減小溶劑粘度，加快溶劑分子擴散到基體內(nèi)的速度，最終實現(xiàn)萃取效率提升的目的。50℃～200℃為此儀器的允許溫度范圍，75℃～125%為一般溫度范圍，針對一般污染物通常會選用100℃。在高壓情況下進行加熱，需保證10min為最低高溫時間段，試驗表明不具備顯著的熱降解現(xiàn)象，可用做萃取樣品內(nèi)極易發(fā)揮的成分。第二，壓力增加。伴隨壓力的不斷增加，也會提升液體的沸點，在高溫情況下，壓力增加將導致溶劑處于液體，且迅速布滿萃取池，與氣體溶解溶質(zhì)能力相比，液體溶解溶質(zhì)的能力更大，進而對萃取效率大幅度提升，且降低容易揮發(fā)的物質(zhì)的揮發(fā)性，提高系統(tǒng)的能力及安全。1000到300psi為此儀器允許壓力范圍，通常將1500psi作為最常使用壓力。第三，多次循環(huán)。按照“少量多次”的萃取原理，在萃取環(huán)節(jié)通過新鮮溶劑的若干次靜態(tài)循環(huán)，逐步靠近動態(tài)循環(huán)，進而實現(xiàn)萃取效率提升，通常循環(huán)數(shù)量為2到3個，既能實現(xiàn)萃取目的。

4.2.2 萃取作業(yè)

萃取的樣品所含水分不允許過多，在完成選擇以后，需要通過干燥劑進行處理，也可以通過風干方式加工，杜絕在干燥時使用硫酸鈉，主要原因是在隨后的升溫過程中會導致結凝現(xiàn)象出現(xiàn)。一般情況下，被研磨后的顆粒粒徑需要小于0.5mm。液態(tài)氮等聚合體不允許有太高的溫度，研磨過程中將添加劑進行適當?shù)膿饺搿Ｔ谶M行萃取時，硅藻土、海砂等分散劑也是必不可少的，它能夠快速提升萃取質(zhì)量。萃取效果的好壞也受所使用萃取劑的影響。除了硝酸、鹽酸等強酸物質(zhì)不能使用以外，在ASE中緩沖劑、有機試劑等均能夠正常使用。與類似的相溶理論進行對比，萃取劑要近似于目標化合物的極性。在對各種化合物進行萃取時，能夠混合不同極性的溶劑進行萃取作業(yè)。較為常見的溶劑有油醚、二氯甲烷、三氯甲烷等。在萃取過程中，當加壓或加溫溶劑時，對萃取物進行收集，再經(jīng)過濃縮、脫水、凈化等流程，就能夠對其進行色譜分析。

4.2.3 適用范圍

快速溶劑萃取法往往用于萃取固體物質(zhì)，如底泥等中酸性、堿性或中性物質(zhì)檢測，目前使用最多的為水環(huán)境有機氯、有機磷農(nóng)藥等萃取。

總之，環(huán)境有機污染物檢測技術是實現(xiàn)我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展過程中必不可少的一部分。因此，為了提高我國的有機污染物檢測技術水平，我國要引進國外先進的研究經(jīng)驗和檢測設備，結合實際的經(jīng)濟條件和檢測現(xiàn)場的環(huán)境來選擇合適的檢測方法，將檢測結果的誤差降到最低。

[1]王麗.復雜混合物中成品油有機污染物熒光光譜檢測技術研究[D].燕山大學，2016.

[2]王瓊.新型電化學傳感器檢測環(huán)境有機污染物的應用研究[D].遼寧大學，2016.

[3]陳晨，趙文杰，蔡璐，王玲玲，周全法.電子廢棄物中持久性有機污染物分析檢測方法的研究進展[J].化工環(huán)保，2016，06：598-604.