环境监测中有机污染物分析的特点

2016-08-11刘小桃

大科技 2016年13期

关键词：持久性环境监测有机

刘小桃

（郴州市环境监测站湖南郴州 423000）

环境监测中有机污染物分析的特点

刘小桃

（郴州市环境监测站湖南郴州 423000）

环境监测中，有机污染物是重要的监测对象，实际监测分析中主要包括样品采集、保存，样品前处理以及检测等多个环节。本文探讨了环境监测中主要有机污染物的监测方法与特点，并提出相关的分析方法。

环境监测；有机污染物；分析；特点

1 引言

在工业生产、污水处理以及垃圾填埋等过程中，都会产生大量的有机污染物（VOCs），而这些污染物如果进入周边环境中，将会污染环境，危害人体健康，甚至随空气流动，逸散到各个地方。因此，必须加强相关监测、分析技术的研究，以期有效发现环境问题，及时予以治理。

2 环境监测的内容和意义

随着社会的不断发展进步，对环境质量监测的手段和方法也在不断改善和创新。环境监测需要遵循以下流程：资料的搜集和取样调查，对监测进行规划设计，还需要事先去踩点，对于样品的运输和储藏也是很重要的，对数据分析处理后需进行系统评价，最后还要根据监测结果写一些与之有关的报告。

在我国同业快速发展的同时，环境污染问题越演越烈。世上万物都有循环，而环境也有自己的自净能力，它可以通过一些生物作用（如：大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等），去完成净化过程。只是由于现在人们不断地排放有污染的物质，过度的砍伐和破坏环境，导致环境的自净能力已远远不能承载这些重负，环境质量不断下降，环境污染问题出现，并转而对人类的健康产生威胁。

当前，可以通过化学、物理、生物、生态等多种手段对环境进行监测。实际监测对象不仅限于工业污染源，还包括对于环境行为的监测。环境监测是衡量环境质量的一个重要手段，是我们走向美好生活必不可少的一项具有进步意义的技术。

3 水质中有机污染物分析特点

水质中有机污染物成分分析，主要为天然有机物、人工合成有机物两种。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；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。

3.1 水质有机污染物的测定

测定水质中有机污染物的方法较多，较为常用的有气相色谱法、液相色谱法和光谱法等。以气相色谱法为例，该法是利用不同物质在两相中具有不同分配系数，使物质在两相中多次分配实现分离的一种技术，该技术检测灵敏度高、选择性好，分离效率高，能在短时间内实现对多组分的同步分析，火焰离子化检测器和电子俘获检测器是较为常用的两种仪器。

3.2 水质有机污染物分析前处理

分析样品分析前应对其进行处理，去除基质中的干扰物，提高精确度和灵敏度。水质分析前样品处理基础有以下方法：①液—液微萃取法发展较早，其流程见图1，但是该技术重现性较差，无法实现自动控制和现场分析；②顶空法操作简单，适合分析挥发性有机物，但灵敏度较差；③固相萃取适合自动控制和现场分析，但步骤繁杂，有机物损失严重，重现性较差，不利于分析挥发性有机物；④吹扫捕集和超临界流体萃取无需溶剂，机体干扰性较小，可实现分析过程的自动控制，但仪器复杂、昂贵，不适合现场分析；⑤固相微萃取技术利用相似相溶原理，对待测物进行提取、富集、进样和解析的一种分析技术，能与气相、气质、液相色谱仪联用，对灵敏度的提高和应用范围的扩展十分有利。

图1 液-液微萃取法

3.3 水质有机污染物分析

固相微萃取技术，是重要的样品前处理方法，该方法具有有机溶剂使用量少，对待检物选择性高、装置简单、检测方便快捷等优点。

（1）实验仪器和条件分析。检测时，实验仪器可选择GC-2010气相色谱仪、固相微萃取装置，微萃取头配置100μm，7μm膜厚的PDMS和85μm膜厚的PA型萃取头；气相色谱设置温度为700℃，然后以30℃/min的速度，升高至170℃，保持4min后，再按照同样的速度升温至280℃，保持8min；检测器温度控制在300℃，氮气柱流量控制在1.0mL/min；氢气控制在47mL/min；空气则控制在400mL/min；进样时间控制在0.75min。

（2）样品准备及处理。取待测样品40mL插入萃取针，将涂覆有吸附剂的纤维头伸出并进入样品中心位置，45℃水浴加热，搅拌60min，完成萃取后退出纤维拔出萃取针，随之在气相色谱仪进样口解析5min。

（3）实验结果。取混合标准溶液，配置二份等浓度的平行水样，在同样条件下进行检测，分离时间为25min，水质中的五种有机物在无干扰的情况下得到了较好的分离（见图2），分别为萘、邻苯二甲酸二甲醋（DMP）、蒽、邻苯二甲酸-2-（二乙基己）酯（DEHP）和邻苯二甲酸二正辛酯（DOP）。

图2 固相微萃取所含有机物标准样品色谱图

（4）该联合方法实验结果受多方面因素的影响，分析如下：①萃取头影响。萃取头的固相涂层可分为极性涂层、非极性涂层和中等极性混合型涂层，分别适用于极性半挥发性有机物分析、非极性或弱极性化合物分析；②萃取时间影响。其他条件相同时，萃取时间分别设置为10～60min内，随着时间的延长，各物质萃取率逐渐上升，但30min后上升速率较慢，而60min后基本达到平衡，可将60min作为萃取时间；③萃取温度。其他条件相同时，实验在25～65℃范围内进行，发现萘萃取量随温度上升而下降，而蒽和DMP在45℃之前的萃取率上升明显，但超过45℃后萃取效率下降；DEHP和DOP随温度升高萃取率上升；④离子强度的影响。经验证，离子强度对萘、蒽、DOP和DEHP的影响不明显，对DEHP影响较大，但若不增加离子强度，其检测结果也不会受到影响。

4 持久性有机污染物分析

所谓持久性有机污染物（POPS），指的是能够持久存在于环境中的化学物质，主要由食物链累积而成，会对动物、人类的健康造成有害影响。此类化合物具有高毒性、持久性、生物累积性和远距离迁移性四大特性，可通过空气、水、土壤及食物链进行广泛传播，在空气、水体、土壤和生物体中均已检测到POPS的存在。水是POPS在环境中迁移转化的重要介质，其在水体中可通过迁移、吸附、沉降等作用及食物链，对不同种类水生生物的生长、发育及生殖产生影响。

4.1 持久性有机物的特性

4.1.1 高毒性

持久性有机物往往难以降解，滞留的时间长，且具有较强的毒性，即使在低浓度时也能对生物造成伤害，对人类的健康危害较大，大多数的POPS具有致癌、致畸性、致突变性的“三致”效应，能够十扰人体系统内分泌系统从而导致“雌性化”现象。

4.1.2 持久性

环境中的POPS对光解、化学分解等不敏感，常规物理化学等处理方法很难将其从水体中去除，可残留数十年，或更为持久。

4.1.3 生物累积性

POPS具有高亲脂性特征，因此可以在生物脂肪组织中累积，在生物体内累积，并且通过在食物链的生物放大作用下，在高级捕食者体内成几何倍数累积，甚至达到中毒浓度，危害人类健康。

4.1.4 迁移性

POPS可以通过风和水等介质远距离传播，由于POPS的半挥发性，使得它在常温下就能够挥发到大气层中，但同时也因为这适度的半挥发性使得它们不会一自留在大气层中，而是重新回到地球，从而导致POPS随大气做远距离迁移，甚至在远离污染源的北极圈也都发现了POPS的痕迹。

4.2 持久性有机污染监测分析

各种各样的天然或人工介成的有机污染物正以极快的速度进入环境，水环境的质量对人类有着重要的影响。POPS对水环境的污染愈发严重，需要我们采取有效措施遏制污染扩散。

环境监测技术是环境保护的基础，水平不达标，又谈何解决污染现状，因此对水环境中POPS进行监测就必须要分析速度快、灵敏度高。在实践中，可通过物理、化学和生物作用来实现POPS的去除，将有毒有害的物质转化为无毒或者低毒的物质，从而达到消除或减弱POPS的目的，包括光催化氧化法、电解氧化法和微生物修复技术等。