牛勇彬

（包頭市供水總公司青昆管網(wǎng)分公司）

【摘要】介紹了溶解性有機(jī)物DOM及它的分析方法，著重介紹了熒光光譜分析法和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）分析法，指出今后對(duì)DOM分析方法的研究方向有三：實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)是高效、高精確度、高準(zhǔn)確度、系列化；現(xiàn)場(chǎng)要便捷、快速、準(zhǔn)確；以及在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)中要精確、準(zhǔn)確，測(cè)定范圍大，抗干擾能力強(qiáng)，抗波動(dòng)能力強(qiáng)，無(wú)需或需少量試劑，需人工維護(hù)少。

【關(guān)鍵詞】水體溶解性有機(jī)物（DOM） 熒光光譜分析 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析（GC-MS）

1溶解性有機(jī)物（DOM）概述

1.1 DOM組成。溶解性有機(jī)物（DOM）是指存在于各種天然水體中（如河流、湖泊、海洋、地下水、雨水等），可以通過(guò)0.45μm濾膜的天然有機(jī)質(zhì)混合體，其組分包括腐殖酸、富里酸以及各種親水性有機(jī)酸、羧酸、氨基酸、碳水化合物等。DOM是有機(jī)成分的最主要部分，在自然水體中是一本質(zhì)的特性， TOC的含量與DOM直接相關(guān)。

水體中DOM是有機(jī)成分的最主要部分，在河口和沿海水域，主要由活動(dòng)船只排放或由內(nèi)陸有機(jī)物沿河流輸送到海域而產(chǎn)生。水環(huán)境中碳和能量的漲落在很大程度上受內(nèi)陸河流和咸水沼澤產(chǎn)生的有機(jī)物的影響，DOM的分布是生物地球化學(xué)水文環(huán)境測(cè)量的重要角色。發(fā)色團(tuán)或有顏色的溶解有機(jī)物（CDOM）是總DOM中重要的部分，具有海水內(nèi)在的光學(xué)特性，腐殖質(zhì)是組成CDOM的主要部分。CDOM在全球碳預(yù)算、海洋碳循環(huán)、海洋光傳輸和遙測(cè)浮游植物生產(chǎn)力方面扮演者重要的角色，是海洋中DOC的重要成分。

1.2 DOM光學(xué)特性。自然水體中DOM的光學(xué)特性由復(fù)雜的混合發(fā)色團(tuán)和熒光團(tuán)來(lái)決定，國(guó)外一些學(xué)者對(duì)DOM的光吸收特性進(jìn)行了大量研究，指出隨著波長(zhǎng)的增加其吸收呈指數(shù)衰減，利用DOM的熒光特征結(jié)合吸收光譜中波長(zhǎng)與強(qiáng)度的關(guān)系可以進(jìn)行DOM來(lái)源的區(qū)分。[1]Stedmon CA等[2]對(duì)CDOM的光學(xué)特性進(jìn)行了分析，在海岸及內(nèi)陸水體中，很大一部分DOM是有顏色的；濃度較高時(shí)，水體呈現(xiàn)出黃色或褐色。CDOM對(duì)紫外光有很強(qiáng)的吸收能力，而在紅外光譜波段吸收幾乎為零。DOM的光譜特征通常由腐植質(zhì)的溶解部分來(lái)決定，腐植質(zhì)隨不同地域和季節(jié)的變化導(dǎo)致它的熒光光譜的改變。

1.3分析DOM的意義。由于DOM是一種非常復(fù)雜、包含一系列化學(xué)性質(zhì)各異的化合物，確定DOM的組分相當(dāng)困難。一些研究人員提出DOM的一些特殊作用的基團(tuán)與有機(jī)污染物的配合是DOM有機(jī)污染物環(huán)境行為的影響的主要作用方式。目前DOM對(duì)有機(jī)污染物的環(huán)境行為影響的影響機(jī)制以及DOM與有機(jī)污染物的結(jié)合方式還不清楚，都有待于進(jìn)一步的研究。因此研究水體中有機(jī)物的含量具有十分重要的意義。

2分析DOM的方法

DOM的分析測(cè)定方法有很多，應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬色譜法，尤其是色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS），美國(guó)EPA1979年頒布的水中129種優(yōu)先監(jiān)測(cè)物黑名單里有機(jī)物114種，推薦使用了四個(gè)氣相色譜系統(tǒng)（GC），一個(gè)液相色譜系統(tǒng)（HPLC）和一個(gè)色質(zhì)系統(tǒng)（GC/MS）進(jìn)行分析。1989年我國(guó)確定的“中國(guó)水環(huán)境中優(yōu)先監(jiān)測(cè)物黑名單”，在68種污染物中，58種是有機(jī)物，首批推薦實(shí)施測(cè)定的25種有機(jī)物都采用GC系統(tǒng)分析。另外，近些年，熒光分析法也得到了飛快發(fā)展，以其高靈敏度的特點(diǎn)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中應(yīng)用越來(lái)越多。其它分析DOM的方法還有紅外光譜法、分光光度法、核磁共振法等。

2.1 熒光分析法。1575年Monards通過(guò)實(shí)驗(yàn)首先觀察到熒光現(xiàn)象，1852年Stocks判明這種現(xiàn)象是由于物質(zhì)吸收了光線并重新發(fā)射出不同波長(zhǎng)的光，后被稱之為Stocks熒光。熒光分析的原理是利用被測(cè)物質(zhì)在受紫外光激發(fā)后，發(fā)生電子躍遷并返回基態(tài)發(fā)出熒光的性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的，熒光強(qiáng)度與待測(cè)物的濃度成正比。波長(zhǎng)較短的紫外光稱為激發(fā)光；輻射出的熒光（即Stocks熒光）波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在可見(jiàn)光范圍，常稱為發(fā)射光。

2.2色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）分析法。色譜法是分離復(fù)雜有機(jī)混合物的有效方法，但定性能力差，質(zhì)譜儀定性鑒定能力很強(qiáng)，但要求分析的樣品組分必須很純，而無(wú)法對(duì)復(fù)雜的混合物進(jìn)行定性鑒定。將色譜與質(zhì)譜聯(lián)用，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，讓復(fù)雜的混合物先經(jīng)色譜分離成單個(gè)組分，再用質(zhì)譜儀進(jìn)行鑒定。從1957年Holmes和Morrell首次連接氣相色譜儀和質(zhì)譜計(jì)以來(lái)，開(kāi)辟了各學(xué)科研究的新途徑。70年代以來(lái)，現(xiàn)代的GC/MS與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)聯(lián)合后，水中許多化合物能鑒定和半定量到百萬(wàn)分之一（ppb）級(jí)，更發(fā)揮了這一系統(tǒng)的潛在能力和實(shí)用價(jià)值。

2.3紅外光譜法。紅外光譜法是有機(jī)化合物最主要的定性分析方法之一，主要原理是每一種化合物都有特征的紅外吸收光譜，其譜帶的數(shù)目、位置、形態(tài)及強(qiáng)度均隨化合物及物理狀態(tài)的不同而不同，因而可以根據(jù)化合物的光譜確定該化合物或其官能團(tuán)是否存在。紅外光譜技術(shù)目前己發(fā)展成為環(huán)境監(jiān)測(cè)中微量污染物定性和定量分析的重要工具，也是近年來(lái)發(fā)展最快的水質(zhì)監(jiān)測(cè)飲用水水源有機(jī)污染概述方法之一，并且有高靈敏度、高波數(shù)精度、高分辨能力和高測(cè)量速度等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

就目前情況看，色譜、質(zhì)譜技術(shù)在水環(huán)境分析中的應(yīng)用處于主體地位，但其它技術(shù)發(fā)展迅速，有望在該領(lǐng)域爭(zhēng)得一席之地，尤其是激光誘導(dǎo)熒光法和三維熒光法，以其快速、無(wú)需試劑、無(wú)破壞、高靈敏度、可在線的優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)的研究熱點(diǎn)。

由于水體中溶解性有機(jī)物種類多種多樣，分析技術(shù)亦眾多，因此尋找高準(zhǔn)確度、高精度、高靈敏度的分析方法十分重要。但是，由于待分析物種類很多，對(duì)每種有機(jī)污染物制定對(duì)應(yīng)的高質(zhì)量分析方法又不太現(xiàn)實(shí)。所以，首先應(yīng)為每大類有機(jī)物選擇確定最佳分析方法，另外，尋找合適的預(yù)處理方法，以使主分析方法固定，也可作為考慮的方向。

受水質(zhì)分析要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)分析方法的要求也越來(lái)越高。并且近年來(lái)多次發(fā)生突發(fā)性水源水有機(jī)污染及其它非預(yù)見(jiàn)性災(zāi)害，這也要求有攜帶方便、分析準(zhǔn)確、快捷的分析儀器、方法。因此，對(duì)水中DOM的分析以及其它污染物方便快捷準(zhǔn)確的分析方法正受到人們的重視，成為今后儀器分析的一個(gè)大的分枝。

同樣從水體突發(fā)事件中得到的教訓(xùn)是對(duì)類似事件的預(yù)防措施的制定實(shí)施，這就要求有一套實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、精確的在線水體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中前端水質(zhì)分析系統(tǒng)是關(guān)鍵部分。對(duì)這部分的要求是測(cè)定精確、準(zhǔn)確，測(cè)定范圍大，抗干擾能力強(qiáng)，抗波動(dòng)能力強(qiáng)，無(wú)需或需少量試劑，需人工維護(hù)少。當(dāng)前我國(guó)這方面做得還不夠深入，因此有很大的研究空間。

水中溶解性有機(jī)物是表征水體受污染程度的首要指標(biāo)，因此，尋找高效準(zhǔn)確簡(jiǎn)便的分析方法對(duì)水處理行業(yè)具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：[1]趙南京，劉文清，張玉鈞，等.水體中溶解有機(jī)物的特性與測(cè)量.水科學(xué)進(jìn)展.2007，18（4）：623-631.

[2]Stedmon C A， Markager S.Behavior of the optical properties of coloured dissolved organic matter under conservative mixing estuarine[J].Coastal and Shelf Science.2003，57：973-979.

[3]歐陽(yáng)二明，張錫輝，王偉.常規(guī)凈水工藝去除有機(jī)物效果的三維熒光光譜分析法.光譜學(xué)與光譜分析.2007，27（7）：1373-1376.