環(huán)境有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

陳娟

摘 要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的平衡一直是社會(huì)核心問題，尤其是近年來發(fā)展速度加快，環(huán)境有機(jī)污染問題愈加嚴(yán)重。要解決環(huán)境有機(jī)污染，自然是要對(duì)污染對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)分析，進(jìn)而采取針對(duì)性措施，相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展尤為關(guān)鍵，筆者就相關(guān)問題展開探討。

關(guān)鍵詞：環(huán)境有機(jī)污染物;檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用

環(huán)境有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)隨著科技進(jìn)步已經(jīng)發(fā)展的日趨成熟，其研究對(duì)象主要是經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中排放入環(huán)境中的各種帶有污染性質(zhì)的有機(jī)物。這些污染物會(huì)對(duì)人類健康直接或間接的帶來危害，而且是持久性傷害。有效的發(fā)展和應(yīng)用環(huán)境有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)因子并作出防范措施，從而將污染帶來的影像控制在最小范圍。

1、檢測(cè)意義

有機(jī)污染物給環(huán)境帶來的污染是持續(xù)性的，而且具備一定的隱蔽性。有機(jī)污染物很容易與環(huán)境中的其他物質(zhì)互相結(jié)合作用，其成分往往較為復(fù)雜，通常是以混合物的形態(tài)存在。在對(duì)其進(jìn)行鑒別時(shí)存在很大的難度。有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用可以很精準(zhǔn)的判斷出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)成分及含量，可以幫助快速有效的判斷是否存在污染以及污染程度如何。為接下來的針對(duì)性環(huán)境保護(hù)方案的制訂和實(shí)施帶來極大的參考價(jià)值。為切實(shí)改善環(huán)境，保障國民身體健康做出了巨大的貢獻(xiàn)，其意義不可謂不重大。

2、樣品處理

2.1???? 采樣

有機(jī)污染物的依附環(huán)境狀態(tài)主要有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種類型。對(duì)于存在于空氣以及廢氣之中的有機(jī)污染物通常會(huì)采用富集采樣法和直采法兩種。對(duì)于低濃度的樣品，其存在于氣態(tài)環(huán)境中的占比非常小，如果直接采集氣體整體，其中存在的有機(jī)污染物樣品含量過低，不利于接下來的檢測(cè)。因此通常會(huì)使用有溶劑和填料進(jìn)行吸附收集，這樣就可以得到濃度較高的樣品了。而對(duì)于濃度較高的樣品，則會(huì)直接采用針筒、罐子和氣袋進(jìn)行收集采樣。

2.2???? 處理

有機(jī)物樣本在采集到之后，并不能直接用于檢測(cè)，還需要進(jìn)行處理。對(duì)于溶液中不同物質(zhì)的分離，要使用分液漏斗進(jìn)行萃取處理。也可以利用固相吸附劑對(duì)目標(biāo)液體樣品進(jìn)行選擇性的吸附。然后將得到的不同成分通過選擇性溶劑進(jìn)行洗脫處理。這樣可以得到分離度高和純度高的純化物質(zhì)，是比較成熟的一種處理技術(shù)。對(duì)于固態(tài)有機(jī)污染物樣本，較為常用的處理技術(shù)是索氏抽提法，是將固態(tài)的有機(jī)物樣本放入提取液之中長期浸泡。利用虹吸原理和溶劑回流原理使得固態(tài)樣本中的物質(zhì)逐漸分離出來。當(dāng)然，很多的處理技術(shù)由于步驟較多，操作較為復(fù)雜，很容易將雜質(zhì)帶入到最終的分離樣品中。為了避免這種失誤帶來的檢測(cè)結(jié)果失真，頂空自動(dòng)進(jìn)樣技術(shù)被廣泛應(yīng)用起來。但是頂空技術(shù)由于是單一操作，靈敏度不足。吹掃捕集自動(dòng)進(jìn)樣技術(shù)做了很好的補(bǔ)充，通過增加二次吸附和解析進(jìn)一步提升了靈敏度。

3、技術(shù)應(yīng)用

3.1???? 有機(jī)質(zhì)譜法

該方法主要是通過電子撞擊等方式將被測(cè)試樣本打散成離子狀態(tài)，利用不同離子之間質(zhì)荷比不同的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。這里要用到電磁學(xué)原理將目標(biāo)物質(zhì)撞散后的各部分離子態(tài)按照質(zhì)荷比進(jìn)行分離，再通過對(duì)不同部分的離子態(tài)進(jìn)行測(cè)量得到離子強(qiáng)度，最終得到被測(cè)樣本的具體成分結(jié)構(gòu)和分子含量占比。比較常用的儀器為有機(jī)質(zhì)譜儀，可以檢測(cè)出目標(biāo)有機(jī)物樣本的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、分子量、官能團(tuán)構(gòu)造、包含元素種類等信息，可以準(zhǔn)確得到被測(cè)有機(jī)物的質(zhì)量以及含量。一般按照工作原理可以分為磁質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀和離子阱質(zhì)譜儀等，按照工作效能則包括低、中、高三個(gè)分辨率檔位。不同分辨率下，儀器的檢測(cè)精度不盡相同，最高可達(dá)小數(shù)點(diǎn)后4位的精確度。 有機(jī)質(zhì)譜儀的組成部分大致為進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、離子檢測(cè)器和質(zhì)量分析儀等。利用有機(jī)質(zhì)譜法進(jìn)行檢測(cè)可以將檢測(cè)單位縮小為物質(zhì)的分子層面，其對(duì)目標(biāo)樣本分子構(gòu)成和分子量占比的測(cè)定十分精確，這是其他檢測(cè)方法無可比擬的。而且通過有機(jī)質(zhì)譜法檢測(cè)的速度非常快，只要幾分鐘甚至幾秒鐘就可以得到結(jié)果。其外，其通用性也特別高，由于檢測(cè)對(duì)象是離子態(tài)的元素，所以所有能夠被各種方法撞擊成離子態(tài)的物質(zhì)都可以被檢測(cè)。

3.2???? 色譜法

色譜法也是較為常見的有機(jī)污染物檢測(cè)法，其原理主要是利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)會(huì)具備分配上的選擇性這一特點(diǎn)而對(duì)目標(biāo)樣本混合物進(jìn)行物質(zhì)層析分離并分別進(jìn)行分析。通常會(huì)將混合物投入流動(dòng)相對(duì)固定相中進(jìn)行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)便會(huì)在固定相中以不同的速度進(jìn)行移動(dòng)，這種不同速度的移動(dòng)最終導(dǎo)致不同物質(zhì)之間的分離。色譜法對(duì)于復(fù)雜混合物的物質(zhì)分離效率是很高的，通常只需要幾十分鐘甚至幾分鐘就可以將幾十種甚至上百種性質(zhì)相近的化合物進(jìn)行分離。再通過不同物質(zhì)的不同色譜表現(xiàn)來判定其物質(zhì)性質(zhì)和含量。從而綜合判斷該化合物中所含的不同物質(zhì)種類和所占比重。此外，在檢測(cè)精度上色譜法也有很大的優(yōu)勢(shì)，其檢測(cè)下線甚至可以達(dá)到10-⑿g(shù) 的數(shù)量級(jí)。通常的檢測(cè)只需要數(shù)納升至數(shù)微升的樣品就可以完成檢測(cè)，樣品損耗量非常微小。配合不同的檢測(cè)器可以快速的在少量樣品損耗的前提下完成多組分同時(shí)進(jìn)行的分組分析檢測(cè)。由于不同物質(zhì)在特定條件下固定相中的移動(dòng)速度固定，運(yùn)用色譜法檢測(cè)的樣品成分結(jié)果選擇性非常理想，而且極易形成自動(dòng)化操作。但是色譜法在很大程度上對(duì)時(shí)間定性做了保留，對(duì)于被檢測(cè)物質(zhì)樣品的定性結(jié)果存在一定程度的偏差，準(zhǔn)確度不高，需要配合其他的定性技術(shù)來進(jìn)行輔助性檢測(cè)。常用的輔助定性檢測(cè)技術(shù)為紫外檢測(cè)、紅外檢測(cè)和核磁檢測(cè)等。根據(jù)色譜檢測(cè)法的檢測(cè)目的一般會(huì)分為制備型色譜檢測(cè)和分析型質(zhì)譜檢測(cè)兩類。制備型色譜檢測(cè)主要是為了制備目標(biāo)檢測(cè)樣品的純凈分離物質(zhì)。會(huì)對(duì)混合物進(jìn)行分離操作，得到一定分量的純凈組分，如去離子水制備、天然混合物純化制備、合成混合物純化制備等。分析型質(zhì)譜檢測(cè)則是對(duì)目標(biāo)混合物中每一個(gè)不同物質(zhì)的成分性質(zhì)以及含量和所占比重進(jìn)行定性或定量分析。其檢測(cè)的目標(biāo)主要為純化分離之后的各個(gè)單一的不同物質(zhì)。

3.3???? 色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用法

介于色譜法和質(zhì)譜法對(duì)于有機(jī)混合物的不同檢測(cè)側(cè)重點(diǎn)優(yōu)勢(shì)不同，將兩者進(jìn)行綜合聯(lián)用是慣用手法。其基本原理就是首先通過色譜檢測(cè)技術(shù)對(duì)目標(biāo)有機(jī)混合物進(jìn)行物質(zhì)分離操作，被分離后的不同物質(zhì)再經(jīng)由質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)處理成離子態(tài)，通過質(zhì)荷比質(zhì)量分析器分離檢測(cè)，最終得出不同物質(zhì)的具體構(gòu)成結(jié)果，進(jìn)而推斷出目標(biāo)有機(jī)化合物的物質(zhì)構(gòu)成以及不同物質(zhì)的分量。這種方法大多被應(yīng)用于目標(biāo)有機(jī)化合物的物質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜的情況。此時(shí)單純的運(yùn)用色譜檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)只能得到大致的物質(zhì)構(gòu)成，對(duì)于分離之后的單個(gè)物質(zhì)分析存在較大的偏差，尤其是其檢測(cè)目標(biāo)還處于分子水平，很容易造成誤差。而如果單純的只運(yùn)用質(zhì)譜檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，則直接將復(fù)雜的有機(jī)混合物打碎成離子態(tài)，原有機(jī)混合物中存在的大量不同物質(zhì)在離子態(tài)下存在大量的同離子重疊，很難區(qū)分這些離子是來自哪些物質(zhì)上的。在通過離子逆推判斷物質(zhì)成分時(shí)很容易造成差錯(cuò)。因此通過色譜法先進(jìn)行物質(zhì)層面分離，再通過質(zhì)譜法對(duì)單個(gè)物質(zhì)進(jìn)行離子層面分離分析后，便可以得到準(zhǔn)確的物質(zhì)成分和分量信息。

結(jié)束語

總之，環(huán)境有機(jī)物污染在經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的今天一時(shí)難以完全根治，通過有效的有機(jī)物污染檢測(cè)技術(shù)及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)和判斷污染物成分和含量有助于環(huán)境治理方案的針對(duì)性部署。對(duì)有效改善環(huán)境意義重大。相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用應(yīng)當(dāng)不斷得到重視和發(fā)展。

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