范華偉 彭 雄
(1攀枝花市環(huán)境監(jiān)測中心站 四川攀枝花 617000 2攀枝花市西區(qū)監(jiān)測站 四川攀枝花 617000)
目前,有機物污染問題已經(jīng)成為了全世界研究的課題。水污染的產(chǎn)生,主要是廢水不達標(biāo)排放,造成有機物超標(biāo),威脅著人們的身體健康以及水環(huán)境中的生物。因此,加大廢水中有機污染物監(jiān)測,有著重要的意義。廢物中含有的有機污染物類型較多,若想實現(xiàn)高效監(jiān)測,要合理選擇監(jiān)測方法?,F(xiàn)結(jié)合具體實踐進行分析。
廢水中的有機物質(zhì),具有以下共性:(1)由碳氫組成;(2)大部分有機物質(zhì)可以化學(xué)氧化或者被微生物氧化,碳和氧能夠生成二氧化碳;氫和氧可生成水。廢水中的有機物,其在化學(xué)氧化環(huán)節(jié)以及生物氧化環(huán)節(jié),污水中含有的有機物質(zhì)越多,消耗的氧量越多,所以在監(jiān)測過程中化學(xué)需氧量和生化需氧量作為廢水中有機污染綜合指標(biāo)進行監(jiān)測。此外,持久性有機污染物,即POPS,由于其具有長期殘留性、生物累積性、半揮發(fā)性和高毒性,并可通過各種環(huán)境介質(zhì)(大氣、水、生物等)能夠長距離遷移對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害,越來越受到監(jiān)管部門的重視。
本方法利用監(jiān)測目標(biāo)化合物或衍生后的化合物對特定波長具有吸光性,利用朗伯—比爾定律(A=lg(1/T)=Kbc,吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c及吸收層厚度b成正比)進行定量分析。如紅外法測油類,快速消解-光度法測化學(xué)需氧量等等。
針對廢水中持久性有機污染物,其在生態(tài)環(huán)境中污染含量低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、干擾因素多等,對采用的分析方法要求靈敏度高、抗干擾強、結(jié)果準(zhǔn)確。主要采用色譜分析法,包括氣相色譜法、高效液相色譜法。近年來,我國經(jīng)濟技術(shù)水平的上升,色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),分別利用色譜的優(yōu)良分離效果,質(zhì)譜定性以及通用的檢測能力,越來越得到了廣泛應(yīng)用[1]。
容量法,根據(jù)指示劑的顏色變化指示滴定終點,然后觀察標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量,按照標(biāo)準(zhǔn)溶液與目標(biāo)物化學(xué)反應(yīng)關(guān)系,計算出最終結(jié)果。常用碘量法測溶解氧,生化需氧量,重鉻酸鉀法測化學(xué)需氧量等等。
電化學(xué)法,原理是將試液作為化學(xué)電池的一個組成部分,利用該系統(tǒng)的某種電化學(xué)參數(shù)(如電阻、電流、電流-電壓曲線、電導(dǎo)、電量或電位等)與被測物質(zhì)的濃度之間存在一定的關(guān)系而進行測定的方法。該方法操作方便,應(yīng)用廣;既可定性,又可定量;既能分析有機物,又能分析無機物,在廢水連續(xù)自動監(jiān)測多有應(yīng)用。
3.1.1 實驗室分析
生化需氧量分析基于培養(yǎng)前后溶解氧濃度變化,分析方法主要有兩種,碘量法和膜電極法。前者方法經(jīng)典、簡單,但色素、碘化物等因素干擾多影響準(zhǔn)確性。膜電極法根據(jù)分子氧透過選擇性膜的擴散速度測定水中溶解氧,簡單、快速、干擾少。
化學(xué)需氧量,我國規(guī)定以強酸加熱條件下,能被重鉻酸鉀氧化所消耗氧化劑的量。重鉻酸鉀法,干擾條件多,此法要嚴(yán)格按照規(guī)范進行操作及測定,如高濃度氯干擾及消除,加熱溫度、回流時間、消耗氧化劑剩余量,滴定液溫等等[2]。
3.1.2 廢水連續(xù)監(jiān)測
為時刻掌握廢水排放情況,監(jiān)管部門或企業(yè)自身需對企業(yè)排污口多個指標(biāo)進行連續(xù)監(jiān)測?;瘜W(xué)需氧量是必測指標(biāo)之一,根據(jù)氧化劑不同分為兩大類連續(xù)監(jiān)測儀器。(1)重鉻酸鉀法,有庫倫滴定法、分光光度法;(2)其他方法,有臭氧氧化法和高溫催化法。重鉻酸鉀法符合國標(biāo)GB11914-89,與手工法有較好關(guān)聯(lián)性。后兩種在國外使用較多,方法簡單,成本較低,維護容易,但目前還沒被國標(biāo)引用,僅作參考使用。
酚在很多企業(yè)都會使用會產(chǎn)生,無法避免會產(chǎn)生含酚廢水。目前來說,廢水酚類的監(jiān)測,主要方法包括4-氨基安替吡光度法、蒸餾后溴化容量法以及薄層色譜法等[3]。分析時要注意總酚和揮發(fā)酚的區(qū)別即是否預(yù)蒸餾。目前在光度法基礎(chǔ)上衍生出流動注射儀法,可連續(xù)大批量分析樣品,大大節(jié)省分析人員時間,結(jié)果準(zhǔn)確,重復(fù)性好。
在常溫下,沸點50℃至260℃的各種有機化合物稱之為揮發(fā)性有機物。揮發(fā)性有機物根據(jù)其揮發(fā)性一般采用頂空或吹掃捕集作為前處理進樣設(shè)備,用氣相色譜或氣相色譜質(zhì)譜進行分析。較清潔水或濃度較低建議使用吹掃捕集,此法檢出限較低[4]。濃度過大或含油廢水樣品為避免污染儀器系統(tǒng),帶來交叉污染建議稀釋后使用頂空法進樣。
其他有機物統(tǒng)稱為半揮發(fā)性有機物。若樣品濃度能滿足檢出限等分析要求,且不需要轉(zhuǎn)換樣品相態(tài),可采取直接進樣分析,如水質(zhì)乙腈的測定直接進樣/氣相色譜法。其他物質(zhì)均需要采用適當(dāng)?shù)那疤幚矸绞讲拍苌蠙C分析。如樣品濃縮,凈化、轉(zhuǎn)相等。有機物的濃縮常用有兩種,固相萃取和液液萃取。固相萃取使用有機試劑少、污染小、耗時少等優(yōu)點,由于固定相填料種類和數(shù)量一定,在選用時應(yīng)根據(jù)目標(biāo)物化學(xué)性質(zhì)以及樣品濃度選擇合適固相萃取小柱。液液萃取根據(jù)萃取劑能萃取大部分有機物質(zhì),使用廣泛、萃取效率高。樣品凈化一般根據(jù)目標(biāo)物和其他干擾物質(zhì)在物理化學(xué)等方面差異性使其分離達到凈化,如利用膜去除顆粒物,無水硫酸鈉去除水分,固相凈化小柱利用固定相對目標(biāo)物或干擾物的固定作用,達到兩者分離實現(xiàn)凈化等等。廢水樣品中成分復(fù)雜,干擾多,選擇合適的前處理方式至關(guān)重要。一定要根據(jù)樣品具體情況,選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?,并在處理過程中嚴(yán)格控制每一步操作,只有這樣才能得到一個較準(zhǔn)確的結(jié)果。
油類物質(zhì)主要分為石油類與動植物油類?,F(xiàn)階段,廢水采用的檢測方法主要為紅外分光光度法。此方法為利用油類物質(zhì)在萃取劑-四氯化碳與水的不同溶解度,多次萃取將水中油類轉(zhuǎn)移到萃取劑中,定容后用紅外分光光度計檢測得到結(jié)果。此法萃取效率高,結(jié)果準(zhǔn)確,但萃取劑為四氯化碳,揮發(fā)快,有較大毒性,對實驗室人員和環(huán)境存在較大危害。目前已經(jīng)出臺《水質(zhì)石油類的測定 紫外分光光度法,試行(HJ970-2018)》,采用毒性較小的正己烷作為萃取劑,污染較小。
綜上所述,廢水中有機污染物監(jiān)測方法的選擇,直接影響著監(jiān)測工作的開展效率。在具體實踐中,結(jié)合不同類型的廢水,選擇相應(yīng)的監(jiān)測方法,開展有機污染物的監(jiān)測。