水體中有機污染物的前處理方法和檢測技術

　　隨著我國工業(yè)快速發(fā)展，水環(huán)境污染日益呈現(xiàn)出復合性和多元性特點，對水環(huán)境質量監(jiān)測和污染診斷能力和水平有了更高的要求。具有生物累積性、高毒性和污染廣泛性的有機污染物就是其中之一，有機污染物主要以微量、痕量或超痕量水平存在，需要配備先進儀器設備和具備較高專業(yè)素質的分析人員。我國是化學品生產(chǎn)和消費大國，在減少和消除有機污染物排放方面面臨前所未有的挑戰(zhàn)。因此，加快建立與工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平相適應的水環(huán)境中有機污染的監(jiān)測分析方法體系是目前我國環(huán)境監(jiān)測領域的重要任務。

　　一、水體中有機污染物監(jiān)測現(xiàn)狀

　　早在20世紀80年代初期，工業(yè)發(fā)達國家就開始建立有機污染物的監(jiān)測方法體系，其中美國是最早研究水資源有機物污染和檢測技術的國家。20世紀中期美國《清潔水法》就將多達114種有機污染物列入法案，并明確規(guī)定了有機污染物的嚴格檢測。隨后，歐洲等發(fā)達國家也開始逐步制定相關的水資源污染物的相關法律法規(guī)，細化污染物的種類及危害，確保水資源健康安全。經(jīng)過幾十年的實踐和不斷修訂，國外的有機污染物監(jiān)測標準和質量保障體系日臻完善。我國環(huán)境監(jiān)測重點在很長一段時間都是以COD、BOD、營養(yǎng)鹽和重金屬含量為主，并把這些監(jiān)測項目作為水體質量評價重要指標。由于我國對有機污染物的重視度不夠，導致有機污染物檢測技術研究發(fā)展緩慢，起步較晚。只是在經(jīng)濟快速發(fā)展的新形勢下，水環(huán)境中有機污染物污染問題日益嚴重，有機污染物檢測技術的重要性才逐漸凸顯。隨后，我國開始積極引進先進的儀器設備和汲取借鑒成功的檢測經(jīng)驗，并加大對環(huán)境有機污染物檢測技術研究的投入。近十年來我國環(huán)境中有機污染物的監(jiān)測取得了積極進展，各省、市站都配置了許多先進的有機污染物分析測試儀器，如氣相色譜儀、液相色譜儀、氣相色譜質譜儀等，開始了較高水平的有機污染物監(jiān)測分析工作。

　　二、水體中有機污染物前處理方法

　　2.1 液液萃取法

　　液液萃取法是水體中有機污染物最經(jīng)典的萃取技術，也是早期有機污染物監(jiān)測中常用的前處理技術。它主要是通過向樣品中加入有機溶劑，利用有機污染物在水相-有機相兩相中分配系數(shù)不同來實現(xiàn)有機污染物的提取或分離。使用液液萃取法處理水體中有機污染物的關鍵在于有機萃取溶劑的合理選擇。合適的有機溶劑可以提高萃取效率，因為一方面萃取劑對有機污染物具有一定的選擇性，從而可避免環(huán)境基質中其他物質對富集的干擾，另外一方面有機污染物在萃取中會具有較高的分散系數(shù)。同時，在實際操作過程中，也需要對水樣的離子強度和pH值、有機相與水相的相比等因素進行充分的考量。液液萃取法具有操作原理相對簡單，無需特殊的儀器設備，適用范圍廣泛，經(jīng)過多次萃取可得到較高的回收率等特點，目前被我國、美國、歐盟等所建立有機污染物的標準分析方法所采用。但該方法耗時較長，不易于自動化，樣品量大的時候相應地需要大量的有機溶劑進行處理，會容易對環(huán)境造成二次污染。在提倡綠色環(huán)境友好的今天，多種簡便快速的有機污染物萃取技術應運而生。

　　2.2 固相萃取法

　　固相萃取法的原理是用固體物質作為萃取劑對水樣中的有機污染物進行提取，再通過選擇性吸附、選擇性洗脫的方式，對樣品中目標組分進行富集、分離、純化的過程，實現(xiàn)了提取、富集、凈化一步同時完成。該方法具有操作簡單、溶劑損耗少、可實現(xiàn)自動化操作、方法的準確度和精密度也相對較高等優(yōu)點。目前，隨著固相填料和新涂層的推陳出新，其應用范圍日益廣泛，在很多情況下固相萃取法已取代了傳統(tǒng)的液液萃取法。

　　2.3 固相微萃取法

　　固相微萃取法是在固相萃取法的基礎上發(fā)展起來的，它主要是通過具有高分子固定相涂層的萃取頭，對目標物進行萃取和富集，是集取樣、萃取、富集、進樣于一體，全過程無需消耗溶劑的前處理方法。該方法具有環(huán)境友好、所需時間短、操作簡便、選擇性高等優(yōu)點，它克服了傳統(tǒng)萃取法的多種缺點。此外，固相微萃取還可以與氣相色譜、液相色譜、氣相色譜質譜等多種分析檢測技術進行聯(lián)用，因此在國內外應用范圍也非常廣泛。

　　2.4 吹脫捕集法

　　有機污染物通常分為揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)性有機物兩大類，液液萃取法、液相萃取法、固相萃取法、固相微萃取法等主要應用于水體中半揮發(fā)性有機物的前處理。吹脫捕集法主要應用在水體和土壤中揮發(fā)性有機物的預處理，它的原理是通過吹脫管用氮氣(或氦氣)將水樣中揮發(fā)性有機物連續(xù)吹出來，通過氣相轉移吸附在捕集管中，待水樣中的揮發(fā)性有機物全部吹脫出來后立即結束吹脫工作，并迅速加熱捕集管，將捕集管中揮發(fā)性有機物熱脫附出來，進入氣相色譜儀或氣相質譜聯(lián)用儀。氣相色譜儀采用在線冷柱頭進樣，使熱脫附的有機物發(fā)生冷凝和收縮，然后采取快速加熱的方式進樣。與其他水樣預處理方法相比較，該方法具有方法靈敏度高、樣品用量少、組分損失少、不需要有機溶劑、無溶劑污染、檢出限低、操作方便快捷等特點。目前該方法在我國省、市環(huán)境監(jiān)測站檢測水中揮發(fā)性有機污染物，已得到廣泛的應用。

　　隨著科學技術的發(fā)展，分析人員希望使用的前處理方法更加快速便捷，消耗更低，環(huán)境更友好，一些新的檢測技術得以發(fā)明及應用，如超臨界流體萃取、濁點萃取等。

　　三、水體中有機污染物檢測技術

　　色譜法又稱色譜分析、色譜分析法、層析法，是一種將混合物分離為單獨化合物組分的分析技術，目前是檢測環(huán)境中有機污染物一種較為常見的分析方法，它是利用不同物質在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動相對固定相中的混合物進行洗脫，混合物中不同物質在固定相移動速度不同，最終達到分離的效果。色譜法具有分析速度快、分離效能高、靈敏度高、適用范圍廣等優(yōu)點。

　　色譜法按流動相種類不同，主要分為氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。氣相色譜法的流動相是惰性氣體，通常為氮氣和氦氣，固定相一般為聚硅氧烷，主要適用于具有揮發(fā)性、低沸點、熱穩(wěn)定性好的有機污染物的分析，目前氣相色譜法常見的監(jiān)測器有氫火焰離子化檢測器(FID)、電子捕獲檢測器(ECD)、火焰光度檢測器(FPD)、質譜檢測器(MSD)等，針對不同的樣品和分析物要正確選擇不同的檢測器。液相色譜法流動相是液體，它彌補了氣相色譜法對高沸點有機物分析的局限，在已知的300萬種以上的化合物中，具有揮發(fā)性、適合氣相色譜分析的僅占20%左右，而近80%的化合物均屬于低揮發(fā)性、易受熱分解或者屬于大分子化合物，這些化合物皆適合于液相色譜分析。液相色譜法常見的檢測器有紫外檢測器(UV)、熒光檢測器(FLR)、質譜檢測器(MSD)等。其中以GC/MS、LC/MS檢測效果最佳，聯(lián)用技術囊括了氣相色譜法和液相色譜法的優(yōu)點，并對二者存在的不足之處進行彌補，有機污染物的定性與定量可以同時完成，檢測結果準確可靠，目前是國際上普遍接受的檢測方法。

　　四、結語

　　隨著環(huán)境污染問題的加重，國家環(huán)保法律法規(guī)的也不斷健全完善，列入監(jiān)測目標的有機污染物也越來越多，且有些有機污染物在環(huán)境中濃度較低，屬痕量和超痕量級別，我國目前有機污染物分析工作遠遠跟不上形勢發(fā)展的需要。為使有機污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)更具可靠性和權威性，急需加快有機污染物檢測技術的研究，加大人力物力的投入，全面提高有機污染物檢測的高效性和精確性，建立適合我國國情的有機污染物監(jiān)測規(guī)范和分析方法標準。(來源：廣西壯族自治區(qū)海洋環(huán)境監(jiān)測中心站)