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【摘 要】随着我国经济的快速发展,人们在获取大量化学物质满足经济、生产和生活的需要的同时,也将一些有毒有害的有机物带入到了环境当中,给人类健康和自然生态环境带来了严重、持久、潜在的危害。本文对环境中的有机污染物监测技术及其发展趋势进行分析探讨。
【关键词】有机污染物;监测技术;发展趋势
一、样品的采集及存储
1.挥发性较强的有机物样品。采集液体样品时,要将样品缓慢的导入VOC小瓶,要尽可能避免晃动样品,防止挥发性化合物逸失或者与空气接触而产生质变。倒入时要轻缓,不能产生气泡,如产生了大量气泡要重新采样。采集固体样品时,尽可能的使样品塞满VOC瓶。采集好要用塑料袋封上,防止样品间的相互污染,也可以在袋中放入活性炭来解决。采集完成后,要把包装好的样品尽快的放入低温冷藏箱中,最好尽快对样品进行分析检测。
2.半挥发性有机物样品。采集半挥发性的有机样品一般选择玻璃或聚四氟乙烯,以及带有聚四氟乙烯薄膜衬垫的盖子。当没有聚四氟乙烯薄膜时,可以用经溶剂冲洗过的铝箔替换,如果样品是酸性或者碱性较强的有机物,就不能使用铝箔瓶。水样采集使用细口玻璃瓶,固体样品采集使用广口瓶。样品采集数量一般都会多出一瓶以备用。采集完成后尽快送出检测。
二、有机物检测样品的处理技术
1.液液萃取技术。该技术的工作原理是:溶液中各组分在所选用的溶剂中溶解度是不相同的,把溶剂从液体混合物中提取某些固定的成分出来,达到分离或提取的目的。该技术能成功的关键是分离的液体混合物与萃取溶剂不溶或者只是略微互溶。这种方法的特点是回收率高、方法稳定、成本低,在一些地下水检测的实验中用该方法来测定地下水中的半挥发性有机物。该技术存在处理的水样体积有限、乳化、有机溶剂用量大、污染环境等缺陷,限制了该技术的推广。
2.固相萃取技术。该技术的工作原理是:用固相吸附剂选择性地吸附液体样品中的某些组分,再选用选择性溶剂洗脱所吸附的组分,从而达到对样品目标物的富集、分离、纯化的目的。该技术是把液固萃取和柱液色谱技术联合研发后形成的一种新的萃取技术,其综合了液固萃取和柱液色谱技术的一些优点,在处理液体样品,萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物具有较好的效果。在一些固体样品的提取、净化实验中也可以使用该技术,不过要先对样品进行液化处理。
3.膜萃取技术。该技术的工作原理是渗析,它是把膜过程和液液萃取过程进行了综合,利用膜把目标分析物从样品溶液萃取到萃取剂中,达到对样品的分离、萃取的目的。该技术分为多孔膜和非多孔膜。多孔膜技术可以进行过滤、渗析等,膜两边的溶液通过膜孔发生物理性接触。设定亲水膜孔径的大小后,可以让小分子和盐透过亲水膜,大分子就留在溶液中。非多孔膜技术使用一种高分子材料膜或液体分开样品相和萃取相,这种液体通常保留在多孔膜载体的孔中,形成载体液体膜。
4.索氏抽提法。该技术的工作原理是:根据溶剂回流以及虹吸原理,在索氏抽提器中,用提取液对固体样品进行长时间的浸泡,从而将待提取物质从固体样品中医分离出来。提取时把待测样品用脱脂滤纸包裹起来,再放入提取管内,把提取溶剂添加到提取瓶内,对提取瓶加热。当瓶内的溶剂气化后就会从连接管进入冷凝器,气化溶剂冷凝后就会自动流入提取瓶,浸提样品中的待测物质。当待抽提管内溶剂液面达到一定高度,溶有待抽提物的溶液经虹吸管流入提取瓶。流入抽提瓶内的溶剂继续被加热气化、上升、冷凝,滴入回提取管内。经过多次循环后,样品液就会被完全抽离。
三、有机污染物检测技术
1.色谱法。该技术的工作原理是:把不同物质在不同状态下进行选择性的分配处理,让相对固定相中的混合物处于运动状态以便洗脱处理,由于混合物中各组成物质在物化特性上会有所差异,在洗脱时,就会以不同的速度按照不同的移动轨迹运动,最终达到分离的目的。色谱法最大特点就是工作效率高,能在几分钟类完成几十种物质的分离。如果把分析方法与不同检测器结合使用,可以达到待测组分高灵敏、选择性检测的目的,并且对样品的需求量较少。色谱法的优点为:效率高、灵敏度高、样品用量少、多组分同时分析、自动化操作。
2.有机质谱法。该检测技术的工作原理是:用电子轰击或其他方式使被测物质离子化,形成各种质荷比(m/z) 的离子,然后利用电磁学原理使离子按不同质荷比分离并测量各种离子的强度,从而确定被测物质的分子量、结构和含量。有机质谱法的特点是:能用于分子组成、结构和分子量的测定,这是其他技术不能完成的;灵敏度非常高;工作效率高,几分钟甚至几秒种就可以完成整个检测;适用范围广,可以用来检测所有能离子化的物质。如果把该方法与GC、LC结合起来使用,可以一次对多种复杂的混合物进行检测。
四、环境有机污染物监测发展趋势
1.检测控制的介质多样化发展。在实现对环境有机污染物的监测过程中,各级部门除展开对废气、废水等方面检测外,已将监测范围拓展至对危险废物、农用的污染泥土以及土壤的范围之内。除此之外,对食用产品、生物、植物等介质之内等介质内有机污染物的监测已经达成共识,朝着有效监测方向不断发展。
2监测有机污染物的种类逐渐增多。受国内排放标准以及环境方面的限制,能够实现控制的有机物种类比较有限,当前控制种类最多的为地表水环境之中的有机物,在《斯德哥尔摩公约》执行的过程中,我国的环境监测事业不断发展,能够控制的有机物种类正日益增多。在最新修订的土壤以及地表水环境质量执行标准中,有望增多有机污染物的控制类型。
3监测设备自动化水平得到提升 。环境中有机污染物的含量一般都比较低,必须提升提取手段除去不必要的干扰物质,实现定量监测。传统的物质提取技术会耗费较多溶剂量,难以掌握监测的可靠程度,随着科技的不断进步,监测仪器实现了自动化,有效解决传统技术带来的问题。
结语
随着我国综合国力的增强,对环境保护事业的不断重视和投入,各级部门的监测水平和实力也在不断的提升,监测部门也配备了大量先进的监测设备,因此,也迫切需要先进的监测技术给予支持和推广,从而促进我国生态环境的可持续发展。
【关键词】有机污染物;监测技术;发展趋势
一、样品的采集及存储
1.挥发性较强的有机物样品。采集液体样品时,要将样品缓慢的导入VOC小瓶,要尽可能避免晃动样品,防止挥发性化合物逸失或者与空气接触而产生质变。倒入时要轻缓,不能产生气泡,如产生了大量气泡要重新采样。采集固体样品时,尽可能的使样品塞满VOC瓶。采集好要用塑料袋封上,防止样品间的相互污染,也可以在袋中放入活性炭来解决。采集完成后,要把包装好的样品尽快的放入低温冷藏箱中,最好尽快对样品进行分析检测。
2.半挥发性有机物样品。采集半挥发性的有机样品一般选择玻璃或聚四氟乙烯,以及带有聚四氟乙烯薄膜衬垫的盖子。当没有聚四氟乙烯薄膜时,可以用经溶剂冲洗过的铝箔替换,如果样品是酸性或者碱性较强的有机物,就不能使用铝箔瓶。水样采集使用细口玻璃瓶,固体样品采集使用广口瓶。样品采集数量一般都会多出一瓶以备用。采集完成后尽快送出检测。
二、有机物检测样品的处理技术
1.液液萃取技术。该技术的工作原理是:溶液中各组分在所选用的溶剂中溶解度是不相同的,把溶剂从液体混合物中提取某些固定的成分出来,达到分离或提取的目的。该技术能成功的关键是分离的液体混合物与萃取溶剂不溶或者只是略微互溶。这种方法的特点是回收率高、方法稳定、成本低,在一些地下水检测的实验中用该方法来测定地下水中的半挥发性有机物。该技术存在处理的水样体积有限、乳化、有机溶剂用量大、污染环境等缺陷,限制了该技术的推广。
2.固相萃取技术。该技术的工作原理是:用固相吸附剂选择性地吸附液体样品中的某些组分,再选用选择性溶剂洗脱所吸附的组分,从而达到对样品目标物的富集、分离、纯化的目的。该技术是把液固萃取和柱液色谱技术联合研发后形成的一种新的萃取技术,其综合了液固萃取和柱液色谱技术的一些优点,在处理液体样品,萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物具有较好的效果。在一些固体样品的提取、净化实验中也可以使用该技术,不过要先对样品进行液化处理。
3.膜萃取技术。该技术的工作原理是渗析,它是把膜过程和液液萃取过程进行了综合,利用膜把目标分析物从样品溶液萃取到萃取剂中,达到对样品的分离、萃取的目的。该技术分为多孔膜和非多孔膜。多孔膜技术可以进行过滤、渗析等,膜两边的溶液通过膜孔发生物理性接触。设定亲水膜孔径的大小后,可以让小分子和盐透过亲水膜,大分子就留在溶液中。非多孔膜技术使用一种高分子材料膜或液体分开样品相和萃取相,这种液体通常保留在多孔膜载体的孔中,形成载体液体膜。
4.索氏抽提法。该技术的工作原理是:根据溶剂回流以及虹吸原理,在索氏抽提器中,用提取液对固体样品进行长时间的浸泡,从而将待提取物质从固体样品中医分离出来。提取时把待测样品用脱脂滤纸包裹起来,再放入提取管内,把提取溶剂添加到提取瓶内,对提取瓶加热。当瓶内的溶剂气化后就会从连接管进入冷凝器,气化溶剂冷凝后就会自动流入提取瓶,浸提样品中的待测物质。当待抽提管内溶剂液面达到一定高度,溶有待抽提物的溶液经虹吸管流入提取瓶。流入抽提瓶内的溶剂继续被加热气化、上升、冷凝,滴入回提取管内。经过多次循环后,样品液就会被完全抽离。
三、有机污染物检测技术
1.色谱法。该技术的工作原理是:把不同物质在不同状态下进行选择性的分配处理,让相对固定相中的混合物处于运动状态以便洗脱处理,由于混合物中各组成物质在物化特性上会有所差异,在洗脱时,就会以不同的速度按照不同的移动轨迹运动,最终达到分离的目的。色谱法最大特点就是工作效率高,能在几分钟类完成几十种物质的分离。如果把分析方法与不同检测器结合使用,可以达到待测组分高灵敏、选择性检测的目的,并且对样品的需求量较少。色谱法的优点为:效率高、灵敏度高、样品用量少、多组分同时分析、自动化操作。
2.有机质谱法。该检测技术的工作原理是:用电子轰击或其他方式使被测物质离子化,形成各种质荷比(m/z) 的离子,然后利用电磁学原理使离子按不同质荷比分离并测量各种离子的强度,从而确定被测物质的分子量、结构和含量。有机质谱法的特点是:能用于分子组成、结构和分子量的测定,这是其他技术不能完成的;灵敏度非常高;工作效率高,几分钟甚至几秒种就可以完成整个检测;适用范围广,可以用来检测所有能离子化的物质。如果把该方法与GC、LC结合起来使用,可以一次对多种复杂的混合物进行检测。
四、环境有机污染物监测发展趋势
1.检测控制的介质多样化发展。在实现对环境有机污染物的监测过程中,各级部门除展开对废气、废水等方面检测外,已将监测范围拓展至对危险废物、农用的污染泥土以及土壤的范围之内。除此之外,对食用产品、生物、植物等介质之内等介质内有机污染物的监测已经达成共识,朝着有效监测方向不断发展。
2监测有机污染物的种类逐渐增多。受国内排放标准以及环境方面的限制,能够实现控制的有机物种类比较有限,当前控制种类最多的为地表水环境之中的有机物,在《斯德哥尔摩公约》执行的过程中,我国的环境监测事业不断发展,能够控制的有机物种类正日益增多。在最新修订的土壤以及地表水环境质量执行标准中,有望增多有机污染物的控制类型。
3监测设备自动化水平得到提升 。环境中有机污染物的含量一般都比较低,必须提升提取手段除去不必要的干扰物质,实现定量监测。传统的物质提取技术会耗费较多溶剂量,难以掌握监测的可靠程度,随着科技的不断进步,监测仪器实现了自动化,有效解决传统技术带来的问题。
结语
随着我国综合国力的增强,对环境保护事业的不断重视和投入,各级部门的监测水平和实力也在不断的提升,监测部门也配备了大量先进的监测设备,因此,也迫切需要先进的监测技术给予支持和推广,从而促进我国生态环境的可持续发展。