土壤中半揮發(fā)性有機(jī)物前處理方法探析

黃振中

（廣東貝源檢測(cè)技術(shù)股份有限公司廣東廣州510000）

土壤中半揮發(fā)性有機(jī)物前處理方法探析

黃振中

（廣東貝源檢測(cè)技術(shù)股份有限公司廣東廣州510000）

半揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是土壤中危害力較強(qiáng)的污染物，但是由于其殘留的濃度往往較低并且及其容易揮發(fā)，為了更好的了解土壤中VOCs的含量及組成成分，采取合理的提取與分析方法至關(guān)重要。文章首先探討了土壤VOCs的污染特性與基本特征，其次具體分析了VOCs樣本的前處理方法。

半揮發(fā)性有機(jī)物；溶劑萃取法；吹掃捕集

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)與農(nóng)業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，各種有機(jī)溶劑、農(nóng)藥、化工原料的大量使用，導(dǎo)致土壤中有機(jī)污染物的含量不斷提升。土壤污染問(wèn)題嚴(yán)重影響自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)人類的健康也造成巨大的威脅。目前，隨著有機(jī)物種類的逐漸提升，土壤中VOCs的種類也越來(lái)越多，為了更好的處理此類有機(jī)物污染物，采取合適的提取與分析方法至關(guān)重要。

1　土壤VOCs的污染特性與特征

1.1 VOCs的污染特性

（1）隱蔽性。土壤中的VOCs污染物常常會(huì)隱藏在土壤氣、液、固等物質(zhì)中，具有非常大的隱蔽性。（2）揮發(fā)性。VOCs具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性，一旦溫度與壓力條件符合，VOCs能夠直接從土壤中揮發(fā)，進(jìn)入到大氣中。（3）毒害性。VOCs污染物大多具有較強(qiáng)的毒性，尤其是污染物揮發(fā)到大氣中，很容易形成光化學(xué)煙霧，對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重影響。（4）持久性。VOCs一旦揮發(fā)到大氣中，往往難以清楚，隨著揮發(fā)量的不斷提升，最終濃度將超過(guò)人體可承受范圍，最終對(duì)人體造成健康威脅，

1.2 VOCs在土壤中的分布及遷移特性

VOCs在土壤中常以液態(tài)與氣態(tài)兩種方式出現(xiàn)，VOCs強(qiáng)烈的揮發(fā)性使得其進(jìn)入到人類生活的大氣或者溶解到水中，對(duì)人類生命造成威脅。VOCs的遷移特性主要體現(xiàn)在其始終處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，揮發(fā)也是其遷移的一種方式。

2　土壤中VOCs前處理方法

2.1溶劑萃取法

萃取溶劑的選擇，要依據(jù)“相似相溶”的原理，選擇與待測(cè)物溶解能力相似的有機(jī)溶劑，并且溶劑不能與待測(cè)物發(fā)生反應(yīng)。實(shí)際研究中[1]選擇了水、甲醇、環(huán)已烷、正已烷、乙醚等5種溶劑，對(duì)土壤VOCs中的鹵代烴、苯系物等有機(jī)物進(jìn)行分析，并采取常溫、加溫、超聲波等振蕩方式，得出的結(jié)果為乙醚與甲醇具有較強(qiáng)的提取能力，但是乙醚因?yàn)榫哂休^高的揮發(fā)性，并且其本身具有一定的毒性，而甲醇屬于普通的試劑，故更加推薦使用甲醇作為提取溶劑。

2.2吹掃捕集

該方法主要是利用惰性氣體來(lái)連續(xù)通過(guò)樣品，將土壤中的VOCs吹掃出來(lái)，輔助使用吸附劑進(jìn)行采集，然后對(duì)吸附劑進(jìn)行加熱，使吸附劑與VOCs樣本分離出來(lái)。該方法屬于一種非平衡態(tài)的連續(xù)萃取，適用于VOCs樣本萃取沸點(diǎn)于200℃以下的捕集，因此被廣泛用于環(huán)保部門、臨床化驗(yàn)部門。

隨著樣本采集技術(shù)的不斷提升及相關(guān)領(lǐng)域研究的不斷深入，近年來(lái)新型VOCs樣本捕集技術(shù)越來(lái)越多[2]的研究就使用了比較先進(jìn)的吹掃捕集技術(shù)，采取氣相色譜評(píng)定的方式，對(duì)土壤中VOCs樣本的含量進(jìn)行了有效評(píng)定。

2.3靜態(tài)頂空法

該方法實(shí)施過(guò)程時(shí)主要是將樣品密封于頂空瓶中，將頂空瓶放置在一定溫度下，使氣液兩項(xiàng)達(dá)到某種平衡，然后將氣相部分放入到氣相色譜儀中。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是避免了從土壤中直接萃取樣本，減少提取過(guò)程中溶劑對(duì)土壤的污染，并獲得比較純凈的樣本。

然而實(shí)際上，靜態(tài)頂空法的準(zhǔn)確度往往受到樣品有機(jī)成分、時(shí)間與溫度等影響，且時(shí)間與溫度的影響最大，通常而言，溫度越高，頂空氣體的濃度也越高，測(cè)量的準(zhǔn)確性也會(huì)明顯提升，分析結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)提升。然而溫度并不是越高越好，通常在70℃～90℃之間最佳，過(guò)高則可能導(dǎo)致樣本氧化或者分解，對(duì)結(jié)果不利。

2.4固相微萃取法

該方法是在固相萃取法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型萃取技術(shù)，新技術(shù)使用涂有強(qiáng)大吸附能力的吸附劑來(lái)吸附樣品中的待測(cè)物，該方法集萃取、濃縮、解吸、進(jìn)樣于一體，具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也比較明顯，反映為使用壽命短、成本高等方面。

固相萃取法可以分為三種：（1）直接固相微萃取、頂空固相微萃取與膜保護(hù)微萃取。其中直接法使用原理是將石英纖維直接摻入到提取物中進(jìn)行萃取操作，但該方法僅僅適用與氣體狀態(tài)的VOCs樣本與干凈的水樣；（2）頂空法主要是將涂有吸附劑的石英纖維放置于樣本的頂空中進(jìn)行吸附萃取，不與樣品進(jìn)行直接接觸；（3）膜保護(hù)法主要是將萃取頭放入樣本中，纖維涂層上附有吸附劑，隨后采取熱脫附與流動(dòng)脫附的方法進(jìn)行萃取。

固相微萃取方法的出現(xiàn)比較晚，相應(yīng)研究也有待完善，在國(guó)內(nèi)相應(yīng)研究的使用上，固相微萃取法的結(jié)果精度不高，其研究有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.5其他方法

VOCs前處理方法還有鎮(zhèn)流萃取法、熱脫附技術(shù)、超臨界萃取等，但是此類方法在現(xiàn)實(shí)研究中并不常用，所以相關(guān)理論研究也較少。

由于土壤的介質(zhì)比較復(fù)雜，有機(jī)物種類不斷增多，在土壤VOCs前處理中，有時(shí)一種方法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到理想的結(jié)果，此時(shí)就可以采取幾種方法結(jié)合的手段，比如實(shí)際研究中可以采用溶劑萃取法結(jié)合靜態(tài)頂空法的方法來(lái)提高回收率。

3　結(jié)語(yǔ)

土壤VOCs樣品前處理方法的研究是當(dāng)前化學(xué)領(lǐng)域非常活躍的課題，隨著科學(xué)環(huán)保理念的不斷推進(jìn)，未來(lái)必將產(chǎn)生更多更有效的提取方法。

[1]莫達(dá)松,羅平,梁勇,蘇云鵬,謝安杰.土壤中揮發(fā)性有機(jī)物提取方法的研究現(xiàn)狀[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2012（24）:24-26.

[2]李慶,劉菲,陳亮.液液萃取中半揮發(fā)性有機(jī)物正辛醇/水分配系數(shù)與回收率相關(guān)性分析[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2014（11）:1291-1295.