分析水監(jiān)測中有機(jī)污染物的檢測技術(shù)應(yīng)用

文-劉太平 山西原平環(huán)境監(jiān)測站

當(dāng)前，工業(yè)發(fā)展水平不斷提高，我國的水環(huán)境質(zhì)量也在不斷下滑。有機(jī)污染物環(huán)境監(jiān)測也成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。國際性的會(huì)議當(dāng)中已經(jīng)對十二種有機(jī)物限制或禁止使用。故此相關(guān)人員應(yīng)采取有效措施加大環(huán)境調(diào)查力度，特別是在發(fā)展中國家，更應(yīng)重視環(huán)境調(diào)查工作，禁止出口受農(nóng)藥和有毒有害物質(zhì)污染的食品。

1 水環(huán)境的檢測現(xiàn)狀及發(fā)展

1.1 水資源有機(jī)物污染的現(xiàn)狀

美國作為研究水資源有機(jī)物污染和檢測技術(shù)研究最早的國家，政府及相關(guān)職能部門重視水環(huán)境下有機(jī)污染物的監(jiān)測和分析，早在20世紀(jì)中期《清潔水法》就將65類129種有毒污染物列入法案，其中多達(dá)114種為有機(jī)污染物，明確規(guī)定對有機(jī)污染物的嚴(yán)格檢測，確保水資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)工業(yè)發(fā)展的協(xié)調(diào)共存關(guān)系。此后歐洲等發(fā)達(dá)國家逐步制定相關(guān)的水資源污染物的相關(guān)法律法規(guī)，細(xì)化污染物的種類及危害，確保生命健康安全。同時(shí)在水檢測方面，美國最早采用氣相色譜及氣相色譜質(zhì)譜等高端的檢測儀器對水資源中有機(jī)污染物物質(zhì)進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)分析，對于樣品的監(jiān)測通常以儀器檢測為主要方法，而樣品前處理技術(shù)是監(jiān)測的關(guān)鍵。

1.2 有機(jī)污染物前處理的現(xiàn)狀

在水資源的早期監(jiān)測中使用傳統(tǒng)的索式提取方式，隨著科研的深入技術(shù)水平的逐步提高，有機(jī)物的檢測逐漸使用萃取技術(shù)，通常采用微波萃取、超聲萃取等方式。液固萃取屬于有機(jī)物前處理常用的方法，將不同溶劑通過有機(jī)物具體溶解度的檢測，提取出有代表性的待測有機(jī)物。但這種方式存在的問題是由于有機(jī)溶劑的用量巨大，相對萃取時(shí)間過長，從而影響檢測效率。這就需要在相關(guān)的檢測環(huán)節(jié)使用較多的采樣點(diǎn)和樣品數(shù)量，增強(qiáng)檢測的時(shí)效性。如果處于應(yīng)急監(jiān)測環(huán)節(jié)采用萃取方式，無法達(dá)到水環(huán)境檢測高效、經(jīng)濟(jì)的要求，通常情況下改用快速溶劑萃取發(fā)提升檢測質(zhì)量，同時(shí)特顯快速和高效的回收率等優(yōu)勢，使得其在水環(huán)境中的底泥、土壤等揮發(fā)、半揮發(fā)、持久性有機(jī)物分析和監(jiān)測中得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

1.3 有機(jī)污染物檢測的必要性

人類的生活和生產(chǎn)離不開對水資源的依賴，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，向自然環(huán)境中排放的污染物均會(huì)直接或間接地接觸到水資源環(huán)境，對原有水體中的生物、化學(xué)的環(huán)境和性質(zhì)造成直接影響。隨著科技在工業(yè)方面的應(yīng)用和發(fā)展，排放污染物的種類和數(shù)量激增，對水資源環(huán)境承受力造成威脅，使得水環(huán)境污染嚴(yán)重，反作用于工業(yè)化生產(chǎn)和發(fā)展的腳步。而對于有機(jī)污染物而言，不僅威脅生態(tài)平衡，也會(huì)對人類的健康和生存造成威脅。水資源的治理和防護(hù)已經(jīng)成為世界性的科研話題。通過水監(jiān)測了解和掌握水體中有機(jī)污染物的種類、數(shù)量、成分等，有利于職能部門制定有效的治理措施，同時(shí)加強(qiáng)防范工作，準(zhǔn)確對監(jiān)測數(shù)據(jù)繼進(jìn)行分析，強(qiáng)化危害性宣傳力度，通過各方面的努力有效減輕水污染程度。

2 水監(jiān)測有機(jī)污染物的常規(guī)檢測技術(shù)

2.1 吹脫捕集法

吹脫捕集法是將氦氣和氮?dú)獾葰怏w通入吹托管中與試樣水發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，而水中的有機(jī)物就會(huì)通過氣相轉(zhuǎn)移吸附在捕集管中，當(dāng)有機(jī)物全部捕齊后立即結(jié)束吹脫工作，并對捕集管進(jìn)行加熱，達(dá)到有機(jī)物脫附的效果，并將其直接送入氣相色譜儀內(nèi)。氣相色譜儀內(nèi)冷柱頭通過進(jìn)樣方法進(jìn)行脫附使得有機(jī)物發(fā)生冷凝和收縮，然后采取快速加熱的方式結(jié)束送樣工作。采用這種檢測方式有用量少、操作簡單、溶劑污染小、損失小等優(yōu)勢，并且相對較低的檢測限適用于微量有機(jī)物的分析，在常規(guī)檢測中效果明顯，得到的線性相關(guān)系數(shù)符合檢測標(biāo)準(zhǔn)，但其成本造價(jià)相對高昂，影響其在水監(jiān)測有機(jī)物污染物的大面積推廣和使用。

2.2 溶劑萃取法

對于不溶或微溶于水的有機(jī)物，在分離的過程中采用溶劑萃取法，使用此方法操作相對簡單，但是在樣品轉(zhuǎn)移時(shí)會(huì)造成很大程度的有機(jī)物損失。使用溶劑萃取法檢測無機(jī)物的關(guān)鍵在于溶劑的合理選擇及如何保持溶劑的純度處于合適狀態(tài)。在實(shí)際操作過程中首選需要對離子強(qiáng)度和溶劑的pH值等參數(shù)進(jìn)行充分的考量，遵循相應(yīng)的技術(shù)原理，首先需要通過提升樣品溫度來增強(qiáng)萃取法對于解析動(dòng)力的要求，同時(shí)需要加快溶劑分子的擴(kuò)散速度，并降低其粘度已達(dá)到其對基體效應(yīng)的要求，才能確保有機(jī)物萃取效率。如果采用增加壓力的方式，才需要溶劑在高溫狀態(tài)下保持液態(tài)并快速將整個(gè)萃取池充滿，才能達(dá)到萃取效果。另一方面正在溶質(zhì)的溶解過程中，液體的溶解能力相比優(yōu)于氣體，這就要求在提升萃取效率的時(shí)候保障系統(tǒng)的安全性，確保易揮發(fā)的物質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)現(xiàn)象。在無機(jī)物化學(xué)萃取的過程中需要遵循少量多次循環(huán)的原則，整個(gè)過程中對于新鮮溶液保障其進(jìn)行多次靜態(tài)循環(huán)利用，達(dá)到動(dòng)態(tài)循環(huán)的效果。

2.3 超臨界流體萃取

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，需要新的檢測技術(shù)得以發(fā)明及應(yīng)用，超臨界萃取方法相對于其他檢測技術(shù)而言具有測量速度快、效果好、使用和操作方面等特點(diǎn)，并且在萃取過程中對于條件的控制相對容易，逐漸在水監(jiān)測中得到應(yīng)用。但是其在檢測過程中對于設(shè)備的要求相對嚴(yán)苛，只能處理固體有機(jī)物樣品，在一定條件下能夠達(dá)到最佳萃取效率。

2.4 樹脂富集提取法

樹脂富集提取法在固液提取方面較為適用，有回收率高、污染少、吸附力強(qiáng)、可再生等優(yōu)點(diǎn)，通過芳香族高聚物將離子交換為樹脂。使用的重點(diǎn)在于不同樹脂混合物的選擇，采用合適的樹脂能夠有效控制無機(jī)物的流失，提升吸附效果，同時(shí)采用純化的樹脂能夠減少資質(zhì)的污染，注意純化前需要再次蒸餾所選擇的試劑，才能達(dá)到最佳檢測效果。

2.5 分光光度法

分光光度法在冶金和環(huán)境監(jiān)測中都有著較為廣泛的應(yīng)用。這種方法可有效分析某種物質(zhì)的濃度及物質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以其在水體有機(jī)污染物監(jiān)測的過程中占據(jù)著較大的優(yōu)勢。當(dāng)前，電子科學(xué)、激光和計(jì)算機(jī)技術(shù)在不斷進(jìn)步，其靈敏度也在不斷提高。且多元配合物顯色系統(tǒng)也在日益完善，而分光光度法在這一背景便可更好地發(fā)揮其自身的優(yōu)勢，使用更加便捷，效率更高，適應(yīng)性也更強(qiáng)。

在應(yīng)用這一方法時(shí)應(yīng)測定標(biāo)準(zhǔn)溶液與未知溶液的吸光度，并科學(xué)比較二者的吸光度。這里吸光池厚度一致，所以物質(zhì)的濃度不同，其所產(chǎn)生的吸光度也就不同，而后對比標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度就能夠得到對應(yīng)的濃度值。在測量的過程中還需科學(xué)選擇光的波長，這樣既可提高測量的靈敏度，也減少了雜質(zhì)的干擾。在水質(zhì)分析中，分光光度法具有科學(xué)且高效的優(yōu)勢，因此也成為了較為常見的檢測方法。

3 檢測技術(shù)應(yīng)用防治

3.1 指標(biāo)的建立

隨著法律法規(guī)的健全，對于水環(huán)境中有機(jī)污染物的種類和含量有著明確的羅列和規(guī)定，但是正在水監(jiān)測過程中缺乏足夠的指標(biāo)對其進(jìn)行證明。我國在水資源污染的監(jiān)測方面有了明顯的進(jìn)展，但是由于行業(yè)起步較晚同時(shí)工作人員素質(zhì)差距較大等原因，給水資源監(jiān)測帶來一定的局限性，使得在有機(jī)物污染監(jiān)測和治理方面始終無法達(dá)到最佳的效果，這就需要相關(guān)職能部門建立和完善檢測指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，為強(qiáng)化防治工作做準(zhǔn)備。

3.2 體系的建立

從我國實(shí)際水資源監(jiān)測現(xiàn)狀出發(fā)，有機(jī)污染物的檢測尚不屬于常規(guī)監(jiān)測體系項(xiàng)目，這就使得水監(jiān)測有機(jī)污染物方面缺乏完善的檢測體系，需要制定符合我國水資源環(huán)境情況的操作程序和標(biāo)準(zhǔn)，選用國內(nèi)自主的有機(jī)樣品和化學(xué)試劑，通過檢測人員的素質(zhì)培養(yǎng)，達(dá)到我國對于水資源控制的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測程序。

3.3 人員素質(zhì)的提升

對于我國水資源的監(jiān)測而言，人員的素質(zhì)水平和責(zé)任感極其重要，直接影響檢測的質(zhì)量和治理力度，這就需要加強(qiáng)相關(guān)人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，提升專業(yè)業(yè)務(wù)水平，強(qiáng)化責(zé)任感和使命感，通過熟練掌握先進(jìn)的水資源中有機(jī)污染物的檢測設(shè)備、充分了解其性能和使用方法等，加強(qiáng)對我國水資源環(huán)境的保護(hù)。

4 結(jié)束語

有機(jī)污染物對于水資源環(huán)境的破壞，直接威脅人類的生命健康，影響人類的生活素質(zhì)和水平，做好水監(jiān)測中有機(jī)污染物檢測工作，先進(jìn)檢測技術(shù)的應(yīng)用，有利于水資源環(huán)境的治理，有效推動(dòng)水利事業(yè)的保護(hù)和長久發(fā)展。