环境监测中有机污染物分析的特点

吴淼玉 周弛 张沛

(陕西省环境监测中心站，陕西 西安 710054)

随着我国工业化进程的加速，环境污染问题越来越成为制约发展和全国人民反映最强烈的问题之一。近年来，有机污染物，特别是持久性有机污染物(POPs，Persistent Organic Pollutants)，由于其低含量、高毒性越来越受到人们的重视。这些有机物(POPs)一般都具有环境持久性，在大气、水、土壤中不易降解;生物累积性、远距离迁移性、高毒性等特点。为了推动POPs的淘汰和削减，联合国环境规划署(UNEP)于2001年5月23日在瑞典首都斯德哥尔摩主持缔结了POPs公约[1]，有12种有机污染物列入受控范围，2009年5月4日～8日，第四届缔约大会决定将包括全氟辛基磺酸及其盐类等9种有机污染物列入其中。《斯德哥尔摩公约》在人类环境保护事业上具有划时代的意义，该公约于2004年11月11日正式对我国生效。从此，围绕着如何开展这些有机污染物的监测，我国环境监测行业技术人员进行了前所未有的探索和实践，也取得了巨大的成果。

本人从事有机污染物监测，特别是高效液相色谱(HPLC)、高效液相色谱—质谱联用仪(HPLC－MS)多年，对此方面有一定了解，借此机会谈谈有机污染物监测的几个特点。

1 目标物含量水平低、样品基质复杂

在环境监测领域，有机污染物监测可以说是最复杂、最具挑战性的领域之一;与传统的无机分析相比，有机分析具有样品前处理复杂，目标物含量低、干扰因素多，样品分析周期长等特点。

在分析检测时，首先面临的问题就是目标物含量低;一般处于痕量水平，也就是通常所说的ppb，ppt级别(对于水质来说，即mg/L和ng/L);打个比方，ppb级就相当于将一块咖啡方糖投入到一标准游泳池水中，而ppt级相当于将同样一块咖啡方糖投入到北京市昆明湖中溶解后的浓度，如此低的含量，要监测出准确浓度难度可想而知;实验室一般采取的措施是对样品进行浓缩富集，一般用液—液萃取和固相萃取两种方法，原理是将目标物萃取到体积更小的有机溶剂中或吸附在固相萃取材料上;然后利用液—液萃取后的有机溶剂沸点低的特性，将其蒸发到更小的体积，目标物的浓度自然就提高很多倍，比如采用高效液相色谱法分析环境水样中的阿特拉津、溴氰菊酯、甲萘威时就用到这种前处理方法[2，3];而固相萃取是将吸附到固相材料上的目标物经过体积很少的有机溶剂洗脱，就可实现目标物重新溶解在有机溶剂中，再通过旋转蒸发、氮吹等措施蒸发有机溶剂到更小的体积即可达到浓缩目的，比如实验室用高效液相色谱—质谱联用仪测定氯酚类、联苯胺等就采取的是这种措施[4]。

痕量水平带来的另一个问题就是样品很容易受到来自外界的污染，也就是通常所说的监测结果出现“假阳性”，比如实验室分析土壤中的邻苯二甲酸酯类物质时就很容易出现了“假阳性”，其原因是采样时使用了塑料制品，使样品受到污染;有时，排除“假阳性”就连实验室空气中的干扰都要考虑其中，还是以邻苯二甲酸酯为例，出现“假阳性”的另一个原因是实验室中存放着很多蒸馏水桶，这些蒸馏水桶都为塑料制品，在夏天高温情况下，邻苯二甲酸酯类挥发到空气中，从而引起了污染的发生。

其次，面临的另一个难点是样品基体复杂、干扰因素多，痕量的目标物存在于复杂的基体中，就像在一个高分贝的噪声中要听清楚别人的耳语，监测难度可想而知，面对这种情况有两种选择:提高仪器性能和通过一定的前处理步骤尽量去除基体干扰;在实验室仪器固定的情况下，提高性能的可能性不大，一般都采取后者的方法去除干扰，比如在测定土壤中16种多环芳烃时，提取出来的溶液要经过固相萃取柱净化等前处理步骤才能上机测定[5]。

2 以色谱等大型仪器为主的各种技术联用

目前，在有机污染物监测方面，气相色谱(GC)、气相色谱—质谱联用仪(GC－MS)、高效液相色谱(HPLC)、高效液相色谱—质谱联用仪(LC－MS)是最常见，也是最重要的分析仪器。GC适合于分析沸点低、热稳定性的化合物，即通常所说的挥发性有机污染物(VOC)和半挥发性有机污染物(sVOC);而HPLC适合于分析沸点高、不容易气化和热不稳定的化合物;资料统计，80%的有机物要用HPLC分析，仅20%才使用GC分析。其实，从实践来看，GC能分析的用HPLC可能效果更好，实验室在测定水中的丙烯酰胺测时，用气相色谱就涉及到一系列的前处理步骤，耗时、耗力，并且试剂耗材用量大，而用HPLC－MS分析，样品直接上机测定即可达到标准要求[6]。

在样品分析过程中，要以实验室现有设备为依据，最大可能的发挥实验室现有仪器的性能;比如就HPLC来说，常用的检测器有二极管阵列检测器(紫外检测器)、荧光检测器和质谱检测器。二极管阵列检测器(紫外检测器)通用性强，基本上所有物质都有响应，灵敏度也较好;荧光检测器选择性强，灵敏度是紫外的千倍以上，一般能发出荧光的物质才能在此检测器上有响应，在分析土壤中16种多环芳烃过程中，用紫外检测器要经过复杂的前处理才能去除干扰，而且检出限高;而荧光检测器具有选择性，16种多环芳烃中除“二氢苊”外都有荧光产生，基体中的组分几乎不发荧光，因此，改用荧光检测器后提取出来的溶液直接上机测定就可满足要求。

HPLC－MS联用仪的出现可以说具有划时代的意义，它保留了HPLC优越的分离能力，而且结合了质谱强大的定性及定量性能;再者，质谱(MS)本身就具有很强的抗干扰能力，但缺点是仪器昂贵、操作复杂、维护费用高，一般都为英文界面，需要有专业基础的人员操作和维护。

3 人员素质要求高

有机污染物监测步骤繁琐、样品分析周期长，以土壤中有机污染物监测为例，样品要经过提取、浓缩、转换溶剂、净化、浓缩、转换溶剂、再浓缩等步骤，如此繁琐的过程，对人员素质就提出了更高的要求。

1)要有化学相关的背景，具备一定的理论基础。如果一个完全不懂化学的人去做有机分析，恐怕有很长的路要走;并且，实验中一旦出现问题，要考虑从理论方面怎么解决，再去动手;在方法开发过程中，首先要了解分析对象如分子量、极性等化学性质，从理论上研究可行性，再去实验验证等。

2)要有吃苦耐劳的钻研劲，注意实验的每个细节。有机分析样品处理周期长，一旦做起实验来，有些实验步骤一旦开始就不能停下来，按时正点下班是不可能的，这就要求分析人员具有吃苦耐劳、甘于奉献的精神。如此繁琐的前处理过程，还要求实验人员耐心、细致，任何一步疏忽都可能导致全盘功亏于溃。要细心考虑实验过程中的任何细节问题。

3)要有强烈的责任心。有机监测所用仪器一般都是些精密的高科技产品，价格昂贵，工作人员要十分仔细的维护仪器，最大程度的保证仪器的正常运行，如果仪器出现问题，就需要昂贵的维修费用。

总之，随着我国环境监测事业的发展，在全国范围内开展有机污染物监测势在必行，我们一定要抓住有机污染物监测的特点，大力培养有机污染物监测技术人员，为全国大范围开展此方面活动奠定良好的基础。

[1] 李国刚，李红莉.持久性有机污染物在中国的环境监测现状[J].中国环境监测，2004，20(4):53－60.

[2] 许 锋，周 弛.高效液相方法同时测定地表水中的阿特拉津和甲萘威[J].干旱环境监测，2011，25(4):198－202.

[3] 吴卫东，周 弛.高压液相色谱法测定地表水和饮用水中的阿特拉津[J].干旱环境监测，2011，25(1):1－3.

[4] 杨秋红，程小艳，杨 坪，等.固相萃取—高效液相色谱串联质谱法同时检测地表水中的2，4—二氯酚、2，4，6—三氯酚和五氯酚[J].分析化学，2011，39(8):1208－1212.

[5] 黄东勤，王盛才.加速溶剂萃取—高效液相色谱法测定土壤中16 种多环芳烃[J].中国环境监测，2008，24(3):26－29.

[6] 张凌云，刘 波.液相色谱—串联质谱法测定饮用水中的丙烯酰胺[J].环境化学，2010，29(1):152－153.