環(huán)境監(jiān)測(cè)中有機(jī)污染物分析的特點(diǎn)

劉小桃

（郴州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 湖南郴州 423000）

環(huán)境監(jiān)測(cè)中有機(jī)污染物分析的特點(diǎn)

劉小桃

（郴州市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 湖南郴州 423000）

環(huán)境監(jiān)測(cè)中，有機(jī)污染物是重要的監(jiān)測(cè)對(duì)象，實(shí)際監(jiān)測(cè)分析中主要包括樣品采集、保存，樣品前處理以及檢測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)。本文探討了環(huán)境監(jiān)測(cè)中主要有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)方法與特點(diǎn)，并提出相關(guān)的分析方法。

環(huán)境監(jiān)測(cè)；有機(jī)污染物；分析；特點(diǎn)

1 引言

在工業(yè)生產(chǎn)、污水處理以及垃圾填埋等過程中，都會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)污染物（VOCs），而這些污染物如果進(jìn)入周邊環(huán)境中，將會(huì)污染環(huán)境，危害人體健康，甚至隨空氣流動(dòng)，逸散到各個(gè)地方。因此，必須加強(qiáng)相關(guān)監(jiān)測(cè)、分析技術(shù)的研究，以期有效發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題，及時(shí)予以治理。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和意義

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對(duì)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的手段和方法也在不斷改善和創(chuàng)新。環(huán)境監(jiān)測(cè)需要遵循以下流程：資料的搜集和取樣調(diào)查，對(duì)監(jiān)測(cè)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，還需要事先去踩點(diǎn)，對(duì)于樣品的運(yùn)輸和儲(chǔ)藏也是很重要的，對(duì)數(shù)據(jù)分析處理后需進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，最后還要根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果寫一些與之有關(guān)的報(bào)告。

在我國同業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境污染問題越演越烈。世上萬物都有循環(huán)，而環(huán)境也有自己的自凈能力，它可以通過一些生物作用（如：大氣、水、土壤等的擴(kuò)散、稀釋、氧化還原、生物降解等），去完成凈化過程。只是由于現(xiàn)在人們不斷地排放有污染的物質(zhì)，過度的砍伐和破壞環(huán)境，導(dǎo)致環(huán)境的自凈能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能承載這些重負(fù)，環(huán)境質(zhì)量不斷下降，環(huán)境污染問題出現(xiàn)，并轉(zhuǎn)而對(duì)人類的健康產(chǎn)生威脅。

當(dāng)前，可以通過化學(xué)、物理、生物、生態(tài)等多種手段對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)際監(jiān)測(cè)對(duì)象不僅限于工業(yè)污染源，還包括對(duì)于環(huán)境行為的監(jiān)測(cè)。環(huán)境監(jiān)測(cè)是衡量環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要手段，是我們走向美好生活必不可少的一項(xiàng)具有進(jìn)步意義的技術(shù)。

3 水質(zhì)中有機(jī)污染物分析特點(diǎn)

水質(zhì)中有機(jī)污染物成分分析，主要為天然有機(jī)物、人工合成有機(jī)物兩種。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)可以說是最復(fù)雜、最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之一；具有樣品前處理復(fù)雜，目標(biāo)物含量低、干擾因素多，樣品分析周期長等特點(diǎn)。

3.1 水質(zhì)有機(jī)污染物的測(cè)定

測(cè)定水質(zhì)中有機(jī)污染物的方法較多，較為常用的有氣相色譜法、液相色譜法和光譜法等。以氣相色譜法為例，該法是利用不同物質(zhì)在兩相中具有不同分配系數(shù)，使物質(zhì)在兩相中多次分配實(shí)現(xiàn)分離的一種技術(shù)，該技術(shù)檢測(cè)靈敏度高、選擇性好，分離效率高，能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分的同步分析，火焰離子化檢測(cè)器和電子俘獲檢測(cè)器是較為常用的兩種儀器。

3.2 水質(zhì)有機(jī)污染物分析前處理

分析樣品分析前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行處理，去除基質(zhì)中的干擾物，提高精確度和靈敏度。水質(zhì)分析前樣品處理基礎(chǔ)有以下方法：①液—液微萃取法發(fā)展較早，其流程見圖1，但是該技術(shù)重現(xiàn)性較差，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)分析；②頂空法操作簡單，適合分析揮發(fā)性有機(jī)物，但靈敏度較差；③固相萃取適合自動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)分析，但步驟繁雜，有機(jī)物損失嚴(yán)重，重現(xiàn)性較差，不利于分析揮發(fā)性有機(jī)物；④吹掃捕集和超臨界流體萃取無需溶劑，機(jī)體干擾性較小，可實(shí)現(xiàn)分析過程的自動(dòng)控制，但儀器復(fù)雜、昂貴，不適合現(xiàn)場(chǎng)分析；⑤固相微萃取技術(shù)利用相似相溶原理，對(duì)待測(cè)物進(jìn)行提取、富集、進(jìn)樣和解析的一種分析技術(shù)，能與氣相、氣質(zhì)、液相色譜儀聯(lián)用，對(duì)靈敏度的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)展十分有利。

圖1 液-液微萃取法

3.3 水質(zhì)有機(jī)污染物分析

固相微萃取技術(shù)，是重要的樣品前處理方法，該方法具有有機(jī)溶劑使用量少，對(duì)待檢物選擇性高、裝置簡單、檢測(cè)方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。

（1）實(shí)驗(yàn)儀器和條件分析。檢測(cè)時(shí)，實(shí)驗(yàn)儀器可選擇GC-2010氣相色譜儀、固相微萃取裝置，微萃取頭配置100μm，7μm膜厚的PDMS和85μm膜厚的PA型萃取頭；氣相色譜設(shè)置溫度為700℃，然后以30℃/min的速度，升高至170℃，保持4min后，再按照同樣的速度升溫至280℃，保持8min；檢測(cè)器溫度控制在300℃，氮?dú)庵髁靠刂圃?.0mL/min；氫氣控制在47mL/min；空氣則控制在400mL/min；進(jìn)樣時(shí)間控制在0.75min。

（2）樣品準(zhǔn)備及處理。取待測(cè)樣品40mL插入萃取針，將涂覆有吸附劑的纖維頭伸出并進(jìn)入樣品中心位置，45℃水浴加熱，攪拌60min，完成萃取后退出纖維拔出萃取針，隨之在氣相色譜儀進(jìn)樣口解析5min。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果。取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，配置二份等濃度的平行水樣，在同樣條件下進(jìn)行檢測(cè)，分離時(shí)間為25min，水質(zhì)中的五種有機(jī)物在無干擾的情況下得到了較好的分離（見圖2），分別為萘、鄰苯二甲酸二甲醋（DMP）、蒽、鄰苯二甲酸-2-（二乙基己）酯（DEHP）和鄰苯二甲酸二正辛酯（DOP）。

圖2 固相微萃取所含有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖

（4）該聯(lián)合方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果受多方面因素的影響，分析如下：①萃取頭影響。萃取頭的固相涂層可分為極性涂層、非極性涂層和中等極性混合型涂層，分別適用于極性半揮發(fā)性有機(jī)物分析、非極性或弱極性化合物分析；②萃取時(shí)間影響。其他條件相同時(shí)，萃取時(shí)間分別設(shè)置為10～60min內(nèi)，隨著時(shí)間的延長，各物質(zhì)萃取率逐漸上升，但30min后上升速率較慢，而60min后基本達(dá)到平衡，可將60min作為萃取時(shí)間；③萃取溫度。其他條件相同時(shí)，實(shí)驗(yàn)在25～65℃范圍內(nèi)進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)萘萃取量隨溫度上升而下降，而蒽和DMP在45℃之前的萃取率上升明顯，但超過45℃后萃取效率下降；DEHP和DOP隨溫度升高萃取率上升；④離子強(qiáng)度的影響。經(jīng)驗(yàn)證，離子強(qiáng)度對(duì)萘、蒽、DOP和DEHP的影響不明顯，對(duì)DEHP影響較大，但若不增加離子強(qiáng)度，其檢測(cè)結(jié)果也不會(huì)受到影響。

4 持久性有機(jī)污染物分析

所謂持久性有機(jī)污染物（POPS），指的是能夠持久存在于環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)，主要由食物鏈累積而成，會(huì)對(duì)動(dòng)物、人類的健康造成有害影響。此類化合物具有高毒性、持久性、生物累積性和遠(yuǎn)距離遷移性四大特性，可通過空氣、水、土壤及食物鏈進(jìn)行廣泛傳播，在空氣、水體、土壤和生物體中均已檢測(cè)到POPS的存在。水是POPS在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化的重要介質(zhì)，其在水體中可通過遷移、吸附、沉降等作用及食物鏈，對(duì)不同種類水生生物的生長、發(fā)育及生殖產(chǎn)生影響。

4.1 持久性有機(jī)物的特性

4.1.1 高毒性

持久性有機(jī)物往往難以降解，滯留的時(shí)間長，且具有較強(qiáng)的毒性，即使在低濃度時(shí)也能對(duì)生物造成傷害，對(duì)人類的健康危害較大，大多數(shù)的POPS具有致癌、致畸性、致突變性的“三致”效應(yīng)，能夠十?dāng)_人體系統(tǒng)內(nèi)分泌系統(tǒng)從而導(dǎo)致“雌性化”現(xiàn)象。

4.1.2 持久性

環(huán)境中的POPS對(duì)光解、化學(xué)分解等不敏感，常規(guī)物理化學(xué)等處理方法很難將其從水體中去除，可殘留數(shù)十年，或更為持久。

4.1.3 生物累積性

POPS具有高親脂性特征，因此可以在生物脂肪組織中累積，在生物體內(nèi)累積，并且通過在食物鏈的生物放大作用下，在高級(jí)捕食者體內(nèi)成幾何倍數(shù)累積，甚至達(dá)到中毒濃度，危害人類健康。

4.1.4 遷移性

POPS可以通過風(fēng)和水等介質(zhì)遠(yuǎn)距離傳播，由于POPS的半揮發(fā)性，使得它在常溫下就能夠揮發(fā)到大氣層中，但同時(shí)也因?yàn)檫@適度的半揮發(fā)性使得它們不會(huì)一自留在大氣層中，而是重新回到地球，從而導(dǎo)致POPS隨大氣做遠(yuǎn)距離遷移，甚至在遠(yuǎn)離污染源的北極圈也都發(fā)現(xiàn)了POPS的痕跡。

4.2 持久性有機(jī)污染監(jiān)測(cè)分析

各種各樣的天然或人工介成的有機(jī)污染物正以極快的速度進(jìn)入環(huán)境，水環(huán)境的質(zhì)量對(duì)人類有著重要的影響。POPS對(duì)水環(huán)境的污染愈發(fā)嚴(yán)重，需要我們采取有效措施遏制污染擴(kuò)散。

環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，水平不達(dá)標(biāo)，又談何解決污染現(xiàn)狀，因此對(duì)水環(huán)境中POPS進(jìn)行監(jiān)測(cè)就必須要分析速度快、靈敏度高。在實(shí)踐中，可通過物理、化學(xué)和生物作用來實(shí)現(xiàn)POPS的去除，將有毒有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒或者低毒的物質(zhì)，從而達(dá)到消除或減弱POPS的目的，包括光催化氧化法、電解氧化法和微生物修復(fù)技術(shù)等。

5 結(jié)語

總而言之，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是保護(hù)環(huán)境的重要監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠有效幫助控制環(huán)境污染的進(jìn)一步惡化，使環(huán)境質(zhì)量有所改善。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在很多方面還是很不成熟的，這需要在以后的運(yùn)用和監(jiān)測(cè)中去改進(jìn)和創(chuàng)新，為了構(gòu)建健康的生存環(huán)境，滿足社會(huì)和發(fā)展的需求。

[1]吳珣，施建勇，何俊.有機(jī)污染物在完好三層復(fù)合襯墊中的擴(kuò)散分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2015（S1）：56～57.

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X830

A

1004-7344（2016）13-0296-02

2016-4-18

劉小桃（1983-），女，工程師，碩士研究生，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)及質(zhì)量管理工作。