土壤中半挥发性有机物前处理方法探析

2016-02-07黄振中

资源节约与环保 2016年10期

关键词：吸附剂挥发性溶剂

黄振中

（广东贝源检测技术股份有限公司广东广州510000）

土壤中半挥发性有机物前处理方法探析

黄振中

（广东贝源检测技术股份有限公司广东广州510000）

半挥发性有机物(VOCs)是土壤中危害力较强的污染物，但是由于其残留的浓度往往较低并且及其容易挥发，为了更好的了解土壤中VOCs的含量及组成成分，采取合理的提取与分析方法至关重要。文章首先探讨了土壤VOCs的污染特性与基本特征，其次具体分析了VOCs样本的前处理方法。

半挥发性有机物；溶剂萃取法；吹扫捕集

近年来，随着我国工业与农业发展速度的不断加快，各种有机溶剂、农药、化工原料的大量使用，导致土壤中有机污染物的含量不断提升。土壤污染问题严重影响自然环境的可持续发展，对人类的健康也造成巨大的威胁。目前，随着有机物种类的逐渐提升，土壤中VOCs的种类也越来越多，为了更好的处理此类有机物污染物，采取合适的提取与分析方法至关重要。

1　土壤VOCs的污染特性与特征

1.1 VOCs的污染特性

（1）隐蔽性。土壤中的VOCs污染物常常会隐藏在土壤气、液、固等物质中，具有非常大的隐蔽性。（2）挥发性。VOCs具有强烈的挥发性，一旦温度与压力条件符合，VOCs能够直接从土壤中挥发，进入到大气中。（3）毒害性。VOCs污染物大多具有较强的毒性，尤其是污染物挥发到大气中，很容易形成光化学烟雾，对大气环境造成严重影响。（4）持久性。VOCs一旦挥发到大气中，往往难以清楚，随着挥发量的不断提升，最终浓度将超过人体可承受范围，最终对人体造成健康威胁，

1.2 VOCs在土壤中的分布及迁移特性

VOCs在土壤中常以液态与气态两种方式出现，VOCs强烈的挥发性使得其进入到人类生活的大气或者溶解到水中，对人类生命造成威胁。VOCs的迁移特性主要体现在其始终处于动态变化过程，挥发也是其迁移的一种方式。

2　土壤中VOCs前处理方法

2.1溶剂萃取法

萃取溶剂的选择，要依据“相似相溶”的原理，选择与待测物溶解能力相似的有机溶剂，并且溶剂不能与待测物发生反应。实际研究中[1]选择了水、甲醇、环已烷、正已烷、乙醚等5种溶剂，对土壤VOCs中的卤代烃、苯系物等有机物进行分析，并采取常温、加温、超声波等振荡方式，得出的结果为乙醚与甲醇具有较强的提取能力，但是乙醚因为具有较高的挥发性，并且其本身具有一定的毒性，而甲醇属于普通的试剂，故更加推荐使用甲醇作为提取溶剂。

2.2吹扫捕集

该方法主要是利用惰性气体来连续通过样品，将土壤中的VOCs吹扫出来，辅助使用吸附剂进行采集，然后对吸附剂进行加热，使吸附剂与VOCs样本分离出来。该方法属于一种非平衡态的连续萃取，适用于VOCs样本萃取沸点于200℃以下的捕集，因此被广泛用于环保部门、临床化验部门。

随着样本采集技术的不断提升及相关领域研究的不断深入，近年来新型VOCs样本捕集技术越来越多[2]的研究就使用了比较先进的吹扫捕集技术，采取气相色谱评定的方式，对土壤中VOCs样本的含量进行了有效评定。

2.3静态顶空法

该方法实施过程时主要是将样品密封于顶空瓶中，将顶空瓶放置在一定温度下，使气液两项达到某种平衡，然后将气相部分放入到气相色谱仪中。这种方法的优点是避免了从土壤中直接萃取样本，减少提取过程中溶剂对土壤的污染，并获得比较纯净的样本。

然而实际上，静态顶空法的准确度往往受到样品有机成分、时间与温度等影响，且时间与温度的影响最大，通常而言，温度越高，顶空气体的浓度也越高，测量的准确性也会明显提升，分析结果的准确性会提升。然而温度并不是越高越好，通常在70℃～90℃之间最佳，过高则可能导致样本氧化或者分解，对结果不利。

2.4固相微萃取法

该方法是在固相萃取法的基础上发展起来的新型萃取技术，新技术使用涂有强大吸附能力的吸附剂来吸附样品中的待测物，该方法集萃取、浓缩、解吸、进样于一体，具有灵敏度高、操作简便、环境友好等优点，但其缺点也比较明显，反映为使用寿命短、成本高等方面。

固相萃取法可以分为三种：（1）直接固相微萃取、顶空固相微萃取与膜保护微萃取。其中直接法使用原理是将石英纤维直接掺入到提取物中进行萃取操作，但该方法仅仅适用与气体状态的VOCs样本与干净的水样；（2）顶空法主要是将涂有吸附剂的石英纤维放置于样本的顶空中进行吸附萃取，不与样品进行直接接触；（3）膜保护法主要是将萃取头放入样本中，纤维涂层上附有吸附剂，随后采取热脱附与流动脱附的方法进行萃取。

固相微萃取方法的出现比较晚，相应研究也有待完善，在国内相应研究的使用上，固相微萃取法的结果精度不高，其研究有待进一步加强。

2.5其他方法

VOCs前处理方法还有镇流萃取法、热脱附技术、超临界萃取等，但是此类方法在现实研究中并不常用，所以相关理论研究也较少。

由于土壤的介质比较复杂，有机物种类不断增多，在土壤VOCs前处理中，有时一种方法还远远不能达到理想的结果，此时就可以采取几种方法结合的手段，比如实际研究中可以采用溶剂萃取法结合静态顶空法的方法来提高回收率。