用典型植物監(jiān)測(cè)環(huán)境中有機(jī)氟污染物的可行性探索

黃伍艷

摘 要：隨著物質(zhì)生活條件的改善，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注生態(tài)環(huán)境。良好的生態(tài)環(huán)境是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證，是全社會(huì)都不能忽視的問題。長(zhǎng)久以來，我國(guó)為了追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高速度，忽略了環(huán)境保護(hù)，很多環(huán)境中的污染物嚴(yán)重威脅著人們的身心健康和生活質(zhì)量，比如有機(jī)氟污染物就是常見的污染物。文章主要探索用典型植物監(jiān)測(cè)環(huán)境中有機(jī)氟污染物的可行性。

關(guān)鍵詞：典型植物；監(jiān)測(cè)環(huán)境；有機(jī)氟污染物；可行性

1 材料和方法

1.1 儀器設(shè)備和試劑

分析有機(jī)氟和總氟兩者的總量使用高純鍺r譜儀和微型中子源反應(yīng)堆；分析全氟化合物的種態(tài)利用高效液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀，試驗(yàn)探究選擇的色譜純有四種，一是甲基叔丁基醚，二是醋酸銨，三是甲酸，四是甲醇，優(yōu)級(jí)純有兩種，一種是四丁基硫酸氫胺，另一種是氨水；18.2MΩ·cm超純水；標(biāo)樣有三類，第一類是茶葉標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)，第二類是純度超過99%的氟化鉀基準(zhǔn)物質(zhì)，第三類是全氟化合物混合內(nèi)標(biāo)和外標(biāo)，利用甲醇稀釋八種混合內(nèi)標(biāo)，稀釋到200ug/L，當(dāng)作備用。使用甲醇把十三種全氟化合物的混合外標(biāo)進(jìn)行逐級(jí)的稀釋，稀釋成五個(gè)不同的質(zhì)量濃度：為5、10、20、40和60ug/L，把它們用到高效液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用工作曲線中。

1.2 樣品的采集和制備

在我國(guó)某地區(qū)的植物源中采集八種植物，這八種植物是苜蓿、唐菖蒲、杜鵑、樟樹、馬尾松、地衣、苔蘚和銀樺。每種樣品的質(zhì)量在300g左右，然后用超純水清洗這些樣品，冷凍干燥到恒重，之后粉碎處理樣品，把它們放到聚丙烯瓶子里，室內(nèi)溫度下在干燥器中保存來備用。稱重取得重量是20mg的苔蘚粉末，然后把它熱封到聚乙烯薄膜袋子之中，然后再封到跑兔管里，通過循環(huán)中子活化來研究苔蘚中包含的總氟的含量；取得重量是1g的苔蘚粉末把它放到50ml離心管里，將30mL01mol/L的堿甲醇溶液加到離心管里，搖床振蕩16個(gè)小時(shí)之后，離心15分鐘，把上清液轉(zhuǎn)移到另外一只50ml離心管里，在其中加上10ml的甲醇，進(jìn)行兩次重提，與上清液進(jìn)行合并，氮吹濃縮到5mL，提取1mL熱封到聚乙烯管中之后，再把它熱封到跑兔管中，通過循環(huán)中子活化分析的方式研究可萃取有機(jī)氟。取得重量是1g的植物粉末，把它放到50ml離心管里，之后把30mL0.1mol/L的堿甲醇溶液和10ng的全氟化合物的混合內(nèi)標(biāo)也放入離心管里，根據(jù)可萃取有機(jī)氟同樣的流程來萃取，用氮吹的方法來使合并的上清液干燥，之后加上5ml的超純水、10mL0.25mol/LK2CO3，5mL0.5mol/L的四丁基硫酸氫胺、20mL的甲基叔丁基醚，搖晃振蕩30分鐘之后，進(jìn)行15分鐘離心，把醚相轉(zhuǎn)移至另外一只50mL的離心管里，水相利用15mL的用甲基叔丁基醚進(jìn)行兩次重提，合并醚相，用氮吹的方式直到吹干，甲醛的定容不要超過1mL，用高效液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)來分析研究全氟化合物種態(tài)。

1.3 研究分析

9×1011n·cm-2·s-1之下的中子通量是循環(huán)中子活化分析研究的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量時(shí)間與照射時(shí)間相同，都是30秒，等待時(shí)間與冷卻時(shí)間相同，都是2秒，循環(huán)的次數(shù)是7次。測(cè)量1633keV位置20Fr能峰，利用Camma Vision來采集譜圖，解譜用Win Span，總氟把茶葉標(biāo)參當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)，KF標(biāo)準(zhǔn)溶液是可萃取有機(jī)氟的標(biāo)準(zhǔn)，定量的時(shí)候利用相對(duì)法。

1.4 試驗(yàn)質(zhì)量的保證以及控制

利用高效液相色譜進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)可萃取有機(jī)氟的空白流程以及總氟的空白本底的r譜圖都為看到1633keV能峰，參考Camma Vision 譜圖的現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)，Na及F的質(zhì)量濃度比值都不超過5，比Na及F干擾比值下限小，該比值下限等于或超過8，因而，苔蘚當(dāng)中的23Na（n，a）20F的干擾可以被忽略，考慮3m（bDc）1/2/sDc，苔蘚當(dāng)中可萃取有機(jī)氟和總氟的檢測(cè)限分別是0.20ug和0.58ug。

為了高效的對(duì)外源性污染進(jìn)行控制，全氟化合物的分析研究利用被甲醇清洗之后的聚丙烯器皿，進(jìn)行全過程的空白試驗(yàn)，經(jīng)甲醇多次提取之后殘留下的苔蘚粉末是空白基質(zhì)，得到的結(jié)果都是去掉空白基質(zhì)之后的結(jié)果。全氟化合物的分析流程不超過10ug/kg加標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，十三種全氟化合物的回收率的范圍是78%-122%，1.5%-17%是變異系數(shù)的范圍，不違背美國(guó)EPA的要求。5-80ug/L質(zhì)量濃度范圍里，0.9907-0.9997是十三種全氟化合物的線性相關(guān)系數(shù)的范圍，檢測(cè)限的范圍是0.01-0.65ng/L，滿足分析標(biāo)準(zhǔn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果討論

結(jié)合全氟化合物會(huì)與生物體中的蛋白質(zhì)相互結(jié)合而且會(huì)蓄積的特征，選擇的典型植物苜蓿、銀樺、唐菖蒲、杜鵑葉片，因?yàn)樗鼈兊姆植紖^(qū)域廣、葉片壽命較長(zhǎng)、有的富含氟，有的富含蛋白質(zhì)；試驗(yàn)選擇的典型植物還有馬尾松、苔蘚、樟樹、地衣，這幾類植物具有持久性有機(jī)污染物指示作用。通過試驗(yàn)，分析十三種全氟化合物結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)選取的八種典型植物的葉片中總體全氟化合物殘留水平，苔蘚、地衣、馬尾松三者比較，總?cè)衔餁埩羲阶罡叩氖翘μ\，最低的是馬尾松；苜蓿、杜鵑、唐菖蒲、樟樹、銀樺幾種植物比較，總?cè)衔餁埩羲阶罡叩氖擒俎！８鶕?jù)檢測(cè)出的十一種全氟化合物，不論是全氟化合物單體的殘留水平還是檢出率，最高的植物都是苔蘚。這說明在同種環(huán)境中，苔蘚富集全氟化合物的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他幾種植物，這與苔蘚的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，苔蘚沒有莖和葉的分化，沒有真正的根，也不存在維管束組織，水分及營(yíng)養(yǎng)的汲取都是依賴大氣和干濕沉降，苔蘚葉片腹背的兩面都沒有蠟質(zhì)表層，因而氣孔不能閉合，始終處于開啟的狀態(tài)，加上氣孔的孔徑可以讓PM10及PM2.5等主要的大氣顆粒物和超細(xì)顆粒物進(jìn)入其中，有助于吸收空氣中的污染物，所以苔蘚表現(xiàn)出富集全氟化合物的明顯優(yōu)勢(shì)。盡管地衣與苔蘚一樣，也能夠指示大氣污染物，不過地衣屬于共生植物，它的組成是真菌和藻類，其中真菌會(huì)降解全氟化合物，這是地衣中全氟化合物的富集量比苔蘚低的主要原因。選取的另外六種植物葉片中富集的全氟化合物的殘留量低的原因是它們的葉片會(huì)隨著季節(jié)的變化發(fā)生脫落，而且光照、溫度、濕度等條件的變化會(huì)影響到葉片氣孔的開閉，致使全氟化合物的富集時(shí)間有限，此外，它們的葉片表面都覆蓋有蠟質(zhì)表層，不容易吸收全氟化合物。

3 用典型植物檢測(cè)環(huán)境中有機(jī)氟污染物的意義

很多對(duì)環(huán)境中污染物具有較強(qiáng)敏感性的植物都能夠被用來監(jiān)測(cè)環(huán)境情況，主要原理就是植物對(duì)污染物的富集作用，利用植物體內(nèi)污染物的含量來衡量某一地區(qū)的污染情況是應(yīng)用很廣泛的環(huán)境監(jiān)測(cè)方式。因而，通過典型植物來監(jiān)測(cè)環(huán)境中有機(jī)氟污染物具有可行性。

4 結(jié)束語

在同樣的環(huán)境下，苔蘚與地衣、唐菖蒲、杜鵑、馬尾松、銀樺、樟樹葉等植物相比較，能夠更好的蓄積全氟化合物。無機(jī)氟是苔蘚當(dāng)中主要的氟化物，可以萃取有機(jī)氟當(dāng)作輔助。文章針對(duì)我國(guó)某個(gè)地區(qū)全氟化合物的形成具體原因和分布狀況進(jìn)行了分析，以此說明通過典型植物監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)氟污染物是可行的。因此，我們應(yīng)當(dāng)不斷提升有機(jī)氟污染物的監(jiān)測(cè)質(zhì)量，在現(xiàn)有結(jié)論的基礎(chǔ)上，完善監(jiān)測(cè)手段，全面分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)控制有機(jī)氟污染。

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