有機(jī)分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

姚靜 遼寧標(biāo)普檢測技術(shù)有限公司 徐志偉 遼寧通正檢測有限公司

一、引言

有機(jī)分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測分析中具有十分重要的作用，可以對有機(jī)物污染物進(jìn)行的定量和定性分析。環(huán)境監(jiān)測中的定性分析主要用于鑒別未知物，定量分析可分析物質(zhì)的濃度，含量；二者相互補(bǔ)充、相輔相成，使對污染物的分析更加科學(xué)，準(zhǔn)確。

二、有機(jī)分析在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用

水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中，有機(jī)污染物是重要的監(jiān)測對象，主要檢測分析方法有氣相色譜法、液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法等。氣相色譜法主要利用各組分在固定相和流動相之間的分配系數(shù)的差別對有機(jī)物進(jìn)行分離，分離后通過外標(biāo)法繪制曲線，定量分析污染物的含量。液相色譜法主要是基于各組分對固定相和流動相親和力的差別分離混合物，外標(biāo)法定量分析。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法是氣相色譜法和質(zhì)譜法聯(lián)用方法，氣相色譜對有機(jī)物具有有效的分離，質(zhì)譜則是準(zhǔn)確鑒定化合物的有效手段，可以用于定性分離測定復(fù)雜的混合物。主要應(yīng)用以上測定的污染物有三氯甲烷、四氯化碳、三溴甲烷、二氯甲烷、苯等揮發(fā)性有機(jī)化合物（常溫下，沸點50℃至260℃的各種有機(jī)化合物）；氯苯、三氯苯、苯胺、三氯酚等半揮發(fā)性有機(jī)物（常溫下，沸點170℃至350℃的各種有機(jī)化合物），有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥等。

水質(zhì)樣品可通過吹掃捕集、頂空進(jìn)樣、液液萃取等前處理后，進(jìn)入氣相色譜、液相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜等進(jìn)行定性、定量分析，確定有機(jī)污染物的性質(zhì)和濃度，有效控制有機(jī)污染物的排放，減輕環(huán)境污染。

三、有機(jī)分析在土壤監(jiān)測中的應(yīng)用

我國土壤環(huán)境部分地區(qū)污染較為嚴(yán)重，國家制定了土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和人居環(huán)境安全為出發(fā)點，堅持預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、風(fēng)險管控。對污染物指標(biāo)和濃度進(jìn)行風(fēng)險管控。其中，有機(jī)污染物為重要指標(biāo)。建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)45 項基本項目中包含27 種揮發(fā)性有機(jī)物，11 項半揮發(fā)性有機(jī)物；其他項目中包含4 項揮發(fā)性有機(jī)物，10 項半揮發(fā)性有機(jī)物，14 項有機(jī)農(nóng)藥類，4 項多氯聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯和二噁英類，1 項石油烴類。農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)其他項目考漢3 項有機(jī)污染物。有機(jī)污染物的測定分析方法主要使用氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法等。揮發(fā)性有機(jī)物的檢測主要是將土壤樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物通過吹掃捕集進(jìn)樣器富集與捕集管中，在將捕集管加熱反吹出來，被熱脫附出的有機(jī)物進(jìn)入氣相色譜分離，用質(zhì)譜檢測器檢測，質(zhì)譜檢測器根據(jù)保留時間、特征離子、總離子流色譜圖等進(jìn)行定性，內(nèi)標(biāo)法定量。

四、有機(jī)分析在環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測中的應(yīng)用

空氣污染是我國近年環(huán)境污染治理的主要方向，空氣污染物中有機(jī)污染物占主要部分，分析有機(jī)污染物一般采取有機(jī)分析等方法。揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測為環(huán)境空氣和廢氣監(jiān)測的重點。目前我國揮發(fā)性有機(jī)物實驗室的監(jiān)測方法主要有固相吸附-熱脫附/氣相色譜-質(zhì)譜法、罐采樣/氣相色譜-質(zhì)譜法、熱解析/氣相色譜法、溶劑解析/氣相色譜法等。固相吸附-熱脫附主要是選擇填充了吸附劑的吸附管直接采集污染物中的揮發(fā)性有機(jī)物，再將吸附管內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物解析出來，吸附劑一般選擇比表面積大、孔隙率高、吸附容量大、吸附選擇性強(qiáng)、有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好，易于再生和活化，常用的吸附劑包括GDX501、GDX101 或GDX201，可以選擇單一的一種或者幾種混合使用，適用于不同的揮發(fā)性有機(jī)物。罐采樣的方式，不銹鋼罐內(nèi)壁經(jīng)過惰性化處理后能檢測碳含量低的揮發(fā)性有機(jī)物和較低含量的揮發(fā)性有機(jī)物，減少的采樣容器的吸附，次方法可用于分析環(huán)境空氣中丙烯、丙酮等67 種揮發(fā)性有機(jī)物。氣相色譜質(zhì)譜法對于分析有機(jī)污染物有很大的優(yōu)勢，可以通過全掃描的模式進(jìn)行，以目標(biāo)物的保留時間、輔助定性離子和定量離子間的豐度比與標(biāo)準(zhǔn)中目標(biāo)物對比來定性，也可以選擇譜圖庫搜索對揮發(fā)性有機(jī)物定性。質(zhì)譜法測定多種有機(jī)物有限選擇內(nèi)標(biāo)法定量，以純物質(zhì)的量為標(biāo)準(zhǔn)，對比測定待測組分的含量，內(nèi)標(biāo)法的測定結(jié)果較為準(zhǔn)確，可以在一定程度上消除操作條件的影響，也可以抵消進(jìn)樣體積，流動相，檢測器等影響。

除了色譜法可以分析有機(jī)污染物外，分光光度法也可以分析一下常見的有機(jī)污染物，例如：甲醛、苯胺類、硝基苯類等。甲醛官能團(tuán)中的羰基可以和乙酰丙酮、酚試劑等作用能夠發(fā)生顯色反應(yīng)，從而根據(jù)顯色反應(yīng)的吸光度測定物質(zhì)的含量；苯胺類中的官能團(tuán)能夠與亞硝酸鈉發(fā)生重氮化反應(yīng)后與鹽酸萘乙二胺偶合生成紫紅色的化合物，通過分光光度法定量分析；硝基苯類化合經(jīng)過由鋅粉反應(yīng)還原成苯胺，在進(jìn)行測定。分光光度法的分析原理是對特征官能團(tuán)的反應(yīng)，不具有特異性，對一類化合物的均可使用檢測。

五、有機(jī)分析在其他領(lǐng)域監(jiān)測中的應(yīng)用

環(huán)境檢測領(lǐng)域除了上述水質(zhì)、土壤、環(huán)境空氣和廢氣，還有固體廢物、海水、海洋沉積物等領(lǐng)域。此部分有機(jī)物污染物分析涉及分析方法有（紫外）可見風(fēng)光光度法、色譜法、質(zhì)譜法等分析方法，對特征功能團(tuán)或者單一物質(zhì)進(jìn)行定量分析，從而控制污染物的排放量，減輕環(huán)境污染。

六、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)和農(nóng)業(yè)也得到較為成熟的建設(shè)，極大提高了人們的生活水平。環(huán)境污染是重中之重，我國也制定了很多有機(jī)化學(xué)污染物的分析方法，用于測定污染物性質(zhì)，污染物含量，主要的分析方法側(cè)重于色譜/質(zhì)譜的方法，此類方法靈敏度高，樣品用量少，分析速度快，質(zhì)譜法既能定量又能定性，應(yīng)用范圍較廣。