分析水监测中有机污染物的检测技术应用

2018-02-11刘太平山西原平环境监测站

节能与环保 2018年9期

文-刘太平山西原平环境监测站

当前，工业发展水平不断提高，我国的水环境质量也在不断下滑。有机污染物环境监测也成为了人们关注的焦点。国际性的会议当中已经对十二种有机物限制或禁止使用。故此相关人员应采取有效措施加大环境调查力度，特别是在发展中国家，更应重视环境调查工作，禁止出口受农药和有毒有害物质污染的食品。

1 水环境的检测现状及发展

1.1 水资源有机物污染的现状

美国作为研究水资源有机物污染和检测技术研究最早的国家，政府及相关职能部门重视水环境下有机污染物的监测和分析，早在20世纪中期《清洁水法》就将65类129种有毒污染物列入法案，其中多达114种为有机污染物，明确规定对有机污染物的严格检测，确保水资源环境和经济工业发展的协调共存关系。此后欧洲等发达国家逐步制定相关的水资源污染物的相关法律法规，细化污染物的种类及危害，确保生命健康安全。同时在水检测方面，美国最早采用气相色谱及气相色谱质谱等高端的检测仪器对水资源中有机污染物物质进行检测和数据分析，对于样品的监测通常以仪器检测为主要方法，而样品前处理技术是监测的关键。

1.2 有机污染物前处理的现状

在水资源的早期监测中使用传统的索式提取方式，随着科研的深入技术水平的逐步提高，有机物的检测逐渐使用萃取技术，通常采用微波萃取、超声萃取等方式。液固萃取属于有机物前处理常用的方法，将不同溶剂通过有机物具体溶解度的检测，提取出有代表性的待测有机物。但这种方式存在的问题是由于有机溶剂的用量巨大，相对萃取时间过长，从而影响检测效率。这就需要在相关的检测环节使用较多的采样点和样品数量，增强检测的时效性。如果处于应急监测环节采用萃取方式，无法达到水环境检测高效、经济的要求，通常情况下改用快速溶剂萃取发提升检测质量，同时特显快速和高效的回收率等优势，使得其在水环境中的底泥、土壤等挥发、半挥发、持久性有机物分析和监测中得到广泛的关注和应用。

1.3 有机污染物检测的必要性

人类的生活和生产离不开对水资源的依赖，随着工业生产的发展，向自然环境中排放的污染物均会直接或间接地接触到水资源环境，对原有水体中的生物、化学的环境和性质造成直接影响。随着科技在工业方面的应用和发展，排放污染物的种类和数量激增，对水资源环境承受力造成威胁，使得水环境污染严重，反作用于工业化生产和发展的脚步。而对于有机污染物而言，不仅威胁生态平衡，也会对人类的健康和生存造成威胁。水资源的治理和防护已经成为世界性的科研话题。通过水监测了解和掌握水体中有机污染物的种类、数量、成分等，有利于职能部门制定有效的治理措施，同时加强防范工作，准确对监测数据继进行分析，强化危害性宣传力度，通过各方面的努力有效减轻水污染程度。

2 水监测有机污染物的常规检测技术

2.1 吹脱捕集法

吹脱捕集法是将氦气和氮气等气体通入吹托管中与试样水发生相应的反应，而水中的有机物就会通过气相转移吸附在捕集管中，当有机物全部捕齐后立即结束吹脱工作，并对捕集管进行加热，达到有机物脱附的效果，并将其直接送入气相色谱仪内。气相色谱仪内冷柱头通过进样方法进行脱附使得有机物发生冷凝和收缩，然后采取快速加热的方式结束送样工作。采用这种检测方式有用量少、操作简单、溶剂污染小、损失小等优势，并且相对较低的检测限适用于微量有机物的分析，在常规检测中效果明显，得到的线性相关系数符合检测标准，但其成本造价相对高昂，影响其在水监测有机物污染物的大面积推广和使用。

2.2 溶剂萃取法

对于不溶或微溶于水的有机物，在分离的过程中采用溶剂萃取法，使用此方法操作相对简单，但是在样品转移时会造成很大程度的有机物损失。使用溶剂萃取法检测无机物的关键在于溶剂的合理选择及如何保持溶剂的纯度处于合适状态。在实际操作过程中首选需要对离子强度和溶剂的pH值等参数进行充分的考量，遵循相应的技术原理，首先需要通过提升样品温度来增强萃取法对于解析动力的要求，同时需要加快溶剂分子的扩散速度，并降低其粘度已达到其对基体效应的要求，才能确保有机物萃取效率。如果采用增加压力的方式，才需要溶剂在高温状态下保持液态并快速将整个萃取池充满，才能达到萃取效果。另一方面正在溶质的溶解过程中，液体的溶解能力相比优于气体，这就要求在提升萃取效率的时候保障系统的安全性，确保易挥发的物质不会产生挥发现象。在无机物化学萃取的过程中需要遵循少量多次循环的原则，整个过程中对于新鲜溶液保障其进行多次静态循环利用，达到动态循环的效果。

2.3 超临界流体萃取

随着科学技术水平的提升，需要新的检测技术得以发明及应用，超临界萃取方法相对于其他检测技术而言具有测量速度快、效果好、使用和操作方面等特点，并且在萃取过程中对于条件的控制相对容易，逐渐在水监测中得到应用。但是其在检测过程中对于设备的要求相对严苛，只能处理固体有机物样品，在一定条件下能够达到最佳萃取效率。

2.4 树脂富集提取法

树脂富集提取法在固液提取方面较为适用，有回收率高、污染少、吸附力强、可再生等优点，通过芳香族高聚物将离子交换为树脂。使用的重点在于不同树脂混合物的选择，采用合适的树脂能够有效控制无机物的流失，提升吸附效果，同时采用纯化的树脂能够减少资质的污染，注意纯化前需要再次蒸馏所选择的试剂，才能达到最佳检测效果。

2.5 分光光度法

分光光度法在冶金和环境监测中都有着较为广泛的应用。这种方法可有效分析某种物质的浓度及物质结构，所以其在水体有机污染物监测的过程中占据着较大的优势。当前，电子科学、激光和计算机技术在不断进步，其灵敏度也在不断提高。且多元配合物显色系统也在日益完善，而分光光度法在这一背景便可更好地发挥其自身的优势，使用更加便捷，效率更高，适应性也更强。

在应用这一方法时应测定标准溶液与未知溶液的吸光度，并科学比较二者的吸光度。这里吸光池厚度一致，所以物质的浓度不同，其所产生的吸光度也就不同，而后对比标准液的吸光度就能够得到对应的浓度值。在测量的过程中还需科学选择光的波长，这样既可提高测量的灵敏度，也减少了杂质的干扰。在水质分析中，分光光度法具有科学且高效的优势，因此也成为了较为常见的检测方法。

3 检测技术应用防治

3.1 指标的建立

随着法律法规的健全，对于水环境中有机污染物的种类和含量有着明确的罗列和规定，但是正在水监测过程中缺乏足够的指标对其进行证明。我国在水资源污染的监测方面有了明显的进展，但是由于行业起步较晚同时工作人员素质差距较大等原因，给水资源监测带来一定的局限性，使得在有机物污染监测和治理方面始终无法达到最佳的效果，这就需要相关职能部门建立和完善检测指标和标准，为强化防治工作做准备。