水监测中有机污染物的检测技术应用

刘 柯

（许昌市环境监测中心河南许昌461000）

水监测中有机污染物的检测技术应用

刘 柯

（许昌市环境监测中心河南许昌461000）

近年来，我国不断发展的社会经济导致环境污染越来越严重，社会各界不断加强对环境保护的重视，人们也越来越重视环境中有机污染物的处理。有机污染物对人体具有较为重大的危害，它直接或间接的导致了人体出现分泌系统紊乱、免疫系统失衡、基因突变等疾病。由于有机污染物种类繁多，而且具有低含量、高毒性的特点，对其负荷、来源、危害等信息难以摸清，况且会长时间的滞留在人体内，对人类可持续发展构成危险。因此，在环境保护中实现对有机污染物的实时有效监测已经刻不容缓。本文主要围绕有机污染物的具有特点，重点分析了水中有机污染物的检测现状和检测技术应用，希望能够给今后的有机污染物检测工作提供技术参考。

水环境；有机污染物；检测技术

近年来，日益严峻的环境污染对人们的工作和生活造成严重影响。环境问题已经成为社会各界所需要共同面对并解决的难题，人们期望生活环境能够健康安全。大部分的环境问题都与有机污染物脱不了干系。如今，我国在对机污染物进行检测时具有众多困难，首先是有机污染品种繁多，在开发和科研中需要标准物质的制备。其次是有机污染物顺反异构、同分异构的结构因素考验着检测方法与评价指标。在工业快速发展的过程中，对自然环境造成了严重的污染和破坏，而水环境中的有机污染物让原本就缺乏的淡水资源变得更加稀缺。加强对有机污染物的检测，加大对水污染的治理力度已成为当务之急。

1 有机污染物的概述

所谓的有机污染物，使指碳水化合物、蛋白质等天然有机物质与可生物降解的人工合成有机物质相结合形成的污染物，它主要分为两大类别，一类是天然有机污染物，另一类是人工合成有机污染物。前者主要是生物体的代谢活动所产生或者其他生物化学产物，例如氨基甲酸乙酯、麦角、草蒿脑等均属于天然有机污染物。通过长期实践能够看出，很多天然有机污染物在掺入其他污染物后，会出现一定程度的化学反应，造成二次污染，给环境造成更为严重的破坏。

2 水中有机污染物的检测现状

近年来，我国把环境保护作为首要任务，党的十八大中，在国家建设体系中纳入了生态建设，这充分的说明了我国对环境保护的重视程度。在对水体质量进行检测时，一般情况下把生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）等常规指标作为指导，从而确保有效控制预防水体污染。这个指标针对普通的有机污染和无机污染来说具有明显的效果，但是如果面对的是复杂的水体有机物污染，很难去控制其痕量、微量的有机物。

当前一个时期，我国因污染物成分的不同而采取不同的有机污染物的执行标准，《地表水环境质量标准》对机污染物种类有较为全面的覆盖（表1所示）。前两年，我国的在检测有机污染物方面起步较晚，技术相对落后，缺乏理论和实践经验，许多问题存在于检测技术中。

表1 地表水环境质量标准

近两年，随着社会的快速发展和科学技术的不断进步，我国环境技术有了日新月异的变化，在实际监测工作中广泛应用到气相色谱（GC）和质谱（MS）技术，具有明显的控制效果。而国外从很多年以前就对水中有机污染物的检测比较重视，在上世纪70年代，很多需要预防的污染物就被美国环境保护署（EPA）所确定。前苏联也在1975年对70多种无机物和三百多种有机物的允许最大浓度值进行了公布；美国环境保护署在对水体里有机污染物进行监测时采取的气象色谱质谱、色相色谱设备完成的，他们主要是对工业、城市废水进行重点监测，如对酚类、PCBS类的检测，还有对酸性、碱性、中性、可吹扫化合物的检测等。现如今，我国以美国环境保护署颁发的指标为依据进行有机污染物的检测。

3 溶剂萃取技术

所谓的溶剂萃取，就是在不同的溶剂溶解度基础上，在提取溶剂萃的样品时能够通过溶剂萃取设备进行相应的压力和温度施加去取得。假如温度持续升高，能够不断加快所选取溶剂的溶解与解析的进度，大幅提升提取效率。由于加热溶剂以后，能够有效提升溶解能力，因此能够节省大量的溶剂用量。而想要提升沸点，给予适中的压力也是极为有效的办法，这样不但能够使速度加快，而且能够保障作业安全。

3.1 技术理论

在进行萃取时，基体效应能够避免温度快速增加，能够不断降低溶剂粘度，大幅提升解析动力，使溶剂分子能够很快充满基体，进而提升萃取工作的效率。一般情况下，萃取设备温度控制在大于75℃且小于125℃，如果所检测的是普通水体污染物，则温度可以设置在95℃～105℃。在高压环境下，热度能够持续提升约10min以上的热度，而热降解没有明显的特征表现，能够快速的萃取有机物中存在的挥发成分；在高压环境下，也能够大幅提高液体沸点，在萃取时进行加压，主要是为了确保样品能够呈现出液态，而且能够迅速充满萃取池。当气体和液体溶解溶质时，液体具有较大的溶解强度，因此，加压不但能够有效提升萃取速度，而且能够使物质的挥发速度有效降低，相对比较安全，一般我们在萃取时将压力控制在大于1000 psi且小于3000 psi的范围内；在萃取作业过程中，需要保证每次少量，多次完成提取，通过2~3次的循环能够完成高效萃取工作。

3.2 萃取作业

萃取的样品所含水分不允许过多，在完成选择以后，需要通过干燥剂进行处理，也可以通过风干方式加工，杜绝在干燥时使用硫酸钠，主要原因是在随后的升温过程中会导致结凝现象出现。一般情况下，被研磨后的颗粒粒径需要小于0.5mm。液态氮等聚合体不允许有太高的温度，研磨过程中将添加剂进行适当的掺入。在进行萃取时，硅藻土、海砂等分散剂也是必不可少的，它能够快速提升萃取质量。萃取效果的好坏也受所使用萃取剂的影响。除了硝酸、盐酸等强酸物质不能使用以外，在ASE中缓冲剂、有机试剂等均能够正常使用。与类似的相溶理论进行对比，萃取剂要近似于目标化合物的极性。在对各种化合物进行萃取时，能够混合不同极性的溶剂进行萃取作业。较为常见的溶剂有油醚、二氯甲、三氯甲烷等。在萃取过程中，当加压或加温溶剂时，对萃取物进行收集，再经过浓缩、脱水、净化等流程，就能够对色潜进行分析。

4 吹脱捕集法

所谓的吹脱捕集法，主要是将氮气、氦气通入吹脱管中，，气相就能够将挥发性的有机物进行有效收集，捕集管也在对有机物进行持续吸附，随后可以进行加热，使捕集管上所吸附的有机物脱离管壁，并使其进入色相色谱设备中完成检测。在样品进入时，可能通过在线冷柱头方式完成，首先将脱管产生的有机物进行冷凝浓缩，随后将温度逐渐升高，最后进样完成施工。吹脱捕集方式在作业过程中所需要的样品也不用太多，也不会导致组分的大量损失，该方式检测限度较低，而且具有便捷、不污染溶剂的特点。这种方式适用于于12-9级的微量分析，富集倍数较为强大，重现性非常好，而且具有很高的灵敏度，不过价格相对较高。

5 超临界流体萃取

该方法因具有众多优点而被广泛应用于化工样品处理，超临界萃取能够很好的把控萃取环境，而且操作简单、快速高效。不过一般情况下，固体样品为处理对象，受较高萃取标准限制，扩展使用比较困难。有些研究人员通过这种方法对河流水体中富集的有机物进行萃取，在通过气相色谱对目标物体进行逐一定性，并且与溶剂洗脱进行了比较，可以看出当环境温度达到60℃，在20Pa压力下保持40min，超临界流体萃取具有较高的质量。

6 结语

现如今，环境污染已经成为阻碍社会发展和进步的“绊脚石”。人类受水体污染的影响，出现了饮水困难，水资源匮乏的现象。因此，加强对水体中有机污染物检测，净化水质污染已经成为人类所共同面对的问题。尤其我国作为工业和人口大国，对水资源的需求非常，因此，加强对水体有机污染物的检测势在必行，相关环保单位应当走技术融合的道路，优势互补，全面推动水利事业进步。

[1]商照聪,贺少鹏.有机污染物分配系数（正辛醇/水）预测软件比较研究[J].科技导报,2012.

[2]王丽丽.反渗透浓水硬度与有机污染物的去除研究[D].天津大学,2012.

图4 废水升级改造处理工艺流程图

5 结语

总而言之，目前太阳能电池行业废水处理工艺比较成熟，生产废水中各项污染因子经处理后基本能达到《电池工业污染物排放标准》（GB30484-2013）表2中的太阳电池新建企业废水污染物直接排放限值要求，其中总氮的处理难度相对较大，经过反硝化处理后基本也能达标排放。

参考文献

[1]晋能清洁能源科技有限公司年产500MW太阳能电池及600MW太阳能组件生产线项目竣工环境保护验收监测报告.吕梁市环境监测站.

[2]晋能清洁能源科技有限公司年产400MW太阳能电池及300MW太阳能组件扩建项目环境影响报告表.山西晋环科源环境资源科技有限公司.

[3]晋能清洁能源科技有限公司太阳能项目综合废水脱氮处理工程设计方案.煤科集团杭州环保研究院有限公司.