地質(zhì)調(diào)查中有機物分析方法研究及應用

正業(yè)勘測設(shè)計集團有限公司 黑龍江 哈爾濱 150090

摘要：進入21世紀后中國國民經(jīng)濟以前所未有的速度高速增長，環(huán)境污染、能源短缺等問題日益顯現(xiàn)和日趨嚴峻。水資源、土地資源、環(huán)境生態(tài)資源和新能源等多目標、多領(lǐng)域調(diào)查評估成為中國地質(zhì)調(diào)查工作新的工作重點，有機分析測試技術(shù)成為多目標地質(zhì)調(diào)查中重要技術(shù)支撐。迄今為止，我國沒有一套完整、完善的用于水質(zhì)檢測的標準系列方法，土壤質(zhì)量有機污染物檢測標準幾乎為空白。同樣地質(zhì)調(diào)查行業(yè)至今沒有一個有機污染物檢測標準。因此，本文就地質(zhì)調(diào)查中有機物分析方法研究及應用進行探討。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)調(diào)查；有機物分析方法；應用

有機分析是近年地質(zhì)調(diào)查工作中新開展的分析測試技術(shù)。隨著地質(zhì)調(diào)查工作重點由“資源”轉(zhuǎn)為“資源與環(huán)境” 并重，有機分析測試技術(shù)成為環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作的重要技術(shù)支撐。

一、多目標地質(zhì)調(diào)查主要有機污染物分析技術(shù)研究

1.針對多目標地質(zhì)調(diào)查與評價中主要有機污染物分析需求，以水、土壤樣品中揮發(fā)性有機污染物和半揮發(fā)性有機污染為目標化合物，參照國內(nèi)外有關(guān)標準和最新研究成果，積極開展新技術(shù)、新方法研究，建立了水、土壤等樣品中揮發(fā)性鹵代烴、苯系物、揮發(fā)性石油烴、酚類化合物、有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、總石油烴、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、鄰苯二甲酸酯類等有機污染物分析方法（圖1），對所建分析方法進行了應用考查、比對及有效性評價，形成一套相對經(jīng)濟、快速、技術(shù)指標先進的環(huán)境地質(zhì)樣品中有機污染物系列分析方法，已在多目標地質(zhì)調(diào)查、土壤質(zhì)量調(diào)查、生態(tài)環(huán)境調(diào)查中得到推廣和應用，為多目標地質(zhì)調(diào)查工作的全面開展起到了技術(shù)支撐作用。

2.檢測新技術(shù)研究。隨著有機物污染檢測技術(shù)的發(fā)展，尋求高靈敏檢測新技術(shù)也是有機污染檢測發(fā)展的方向。針對氣相色譜一質(zhì)譜常規(guī)檢測（EI源）測定多氯聯(lián)苯中高氯代化合物靈敏度低和地下水樣品中有機氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等有機污染物檢測需要大體積樣品富集給野外樣品采集、保存、運輸和實驗室樣品處理等帶來的問題，研究和開發(fā)了“氣相色譜/質(zhì)譜/負化學電離源測定多氯聯(lián)苯和“大體積進樣高靈敏度檢測地下水樣品中有機氯農(nóng)藥殘留量”的檢測新技術(shù)，大大提高了多氯聯(lián)苯高氯代化合物、有機氯農(nóng)藥的分析靈敏度。負化學電離測定是近年被日益重視的新技術(shù)，它對電負性強的有機化合物具有高靈敏和高選擇性，與常規(guī)電子轟擊源（EI源）相比，其有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、毒殺酚等含氯化合物（高氯取代部分）的檢測靈敏度提高了10倍至100倍。負化學電離源不僅對有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯等電負性強的有機物有超高靈敏度，還具有特殊選擇性，可用于復雜基質(zhì)中痕量有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯等測定，減少樣品凈化步驟、解決了一般凈化難以解決的問題。

二、地下水調(diào)查中主要有機污染物分析方法

針對地下水調(diào)查中必測組分在樣品采集和保存、檢測方法和質(zhì)量控制等三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開了系統(tǒng)研究，并將研究成果迅速在行業(yè)內(nèi)推廣使用。

1.樣品的采集和保存。地下水中有機污染物含量一般在痕量和超痕量水平，再加之有機污染物易污染、易損失和易降解。因此，保證樣品采集過程中待測組分不污染、不丟失、不變質(zhì)成為獲取準確、可靠數(shù)據(jù)最為關(guān)鍵的第一步。針對上述問題分別對樣品容器、保護劑、樣品采集方法和保存條件等進行了系列研究。統(tǒng)一采用專用于揮發(fā)性有機物樣品分析的40 mL棕色VOA小瓶和半揮發(fā)性樣品分析的1 L棕色樣品瓶。對采樣點的選擇、所采水樣的水流速度、有無氣泡都進行嚴格規(guī)定。采集后樣品均需立即低溫保存并在4天內(nèi)送達實驗室，7天內(nèi)完成半揮發(fā)性樣品提取，40天內(nèi)完成儀器測定；揮發(fā)性樣品必須在14天內(nèi)完成測定等。

2.分析方法。針對地下水調(diào)查樣品中水樣和土壤樣品中有機污染物含量為痕量水平或超痕量水平、37種有機污染物物化性質(zhì)以及盡可能獲取更多樣品信息，選擇當今水質(zhì)和土壤樣品中揮發(fā)性有機物測定靈敏度高、可有效防止污染的全自動、全封閉的吹掃一捕集進樣裝置和具有高靈敏度、高定性能力、對揮發(fā)性有機物具有通用檢測能力的氣相色譜/質(zhì)譜儀作為檢測設(shè)備，使得地下水、土壤等樣品揮發(fā)性有機污染物方法性能指標達到當前國際水平。

3.質(zhì)量控制。

（1）多年來，我國環(huán)境污染物分析包括國家標準分析方法十分缺乏質(zhì)量控制措施，難以保證檢測結(jié)果的準確性和可靠性，這也是制約我國檢測結(jié)果與國際檢測結(jié)果接軌的重要原因。為了保證全國地下水調(diào)查樣品檢測結(jié)果的準確性和可靠性，必須加強樣品采集、保存和樣品分析過程的質(zhì)量控制。借鑒發(fā)達國家和我們自己的經(jīng)驗并與中國地質(zhì)科學院水環(huán)境研究所合作，分別對樣品采集、保存和實驗室內(nèi)檢測質(zhì)量進行了研究，探索和加強了實驗室外部質(zhì)量控制。樣品采集和保存的質(zhì)量控制：樣品采集過程中必須帶現(xiàn)場空白、至少5%的平行樣和現(xiàn)場加標樣等。

（2）實驗室內(nèi)質(zhì)量控制：分析方法及批量樣品的質(zhì)量控制辦法等，包括替代物指標、方法檢出限、全流程空白、平行樣相對標準偏差、基體加標回收率等。實驗室外質(zhì)量控制：獨立于檢測實驗室并對實驗室檢測質(zhì)量監(jiān)控的外部質(zhì)量控制措施，包括檢測實驗室最初檢測能力和資格的確認、定期組織考核和每批樣品進行監(jiān)控等。通過上述系統(tǒng)研究，保證了樣品采集、保存、檢測各個環(huán)節(jié)的準確和可靠，確保了地下水調(diào)查樣品的檢測質(zhì)量，為全國地下水調(diào)查提供了有力的技術(shù)支撐。

4.突發(fā)事件快速反應能力建設(shè)。針對汶川地震震區(qū)遺體腐爛可能導致水質(zhì)變化、危及災區(qū)人民生命安全和牛奶中三聚氰胺威脅到社會飲奶安全等重大緊急情況，組織科技專家聯(lián)合攻關(guān)，緊急制定檢測水質(zhì)中腐胺、尸胺、精胺等5種生物胺和生鮮乳中三聚氰胺快速檢測的國家標準方法。國家地質(zhì)實驗測試中心迅速啟動快速反應機制，以科學嚴謹?shù)膽B(tài)度和扎實的有機分析專業(yè)技術(shù)功底參與相關(guān)標準的起草和驗證工作，曾先后在最短的時問內(nèi)提交了多批高精度和高水平的方法驗證報告，保證了國家應急標準的及時研制，滿足了災區(qū)對水質(zhì)檢測的急切需要和社會飲奶的安全，展示了國土資源系統(tǒng)在國家層面上所發(fā)揮的社會公益性作用，取得了良好的社會效益。

三、展望與建議

在地質(zhì)大調(diào)查等項目的持續(xù)支持下，地質(zhì)調(diào)查有機污染物分析、地下水調(diào)查有機必測組分分析方法和資源調(diào)查有機分析技術(shù)等方面取得了一系列研究成果；在短短的2-3年之間培育了一支地質(zhì)調(diào)查有機分析骨干力量，為多目標地質(zhì)調(diào)查、地下水調(diào)查起到了有力的技術(shù)支撐作用。目前有機分析測試技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中取得了良好的發(fā)展勢頭，但其系統(tǒng)性、科學性還很不完善，未來地質(zhì)調(diào)查有機分析測試技術(shù)還應重點加強以下幾個方面的工作：第一，盡快建立地質(zhì)調(diào)查中油氣資源調(diào)查常規(guī)有機檢測技術(shù)。進一步完善環(huán)境污染物檢測技術(shù)，使之系統(tǒng)化、規(guī)范化。繼續(xù)加強標準化建設(shè)，包括標準物質(zhì)和標準方法。第二，加強實驗室綜合能力建設(shè)。開展地質(zhì)調(diào)查中前沿性有機檢測技術(shù)研究。開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的有機分析測試技術(shù)等。

針對國家未來發(fā)展必然伴隨環(huán)境污染和能源緊張等問題，國家地質(zhì)實驗測試中心率先在行業(yè)內(nèi)開展地質(zhì)調(diào)查中有機分析測試技術(shù)研究。全面開展水質(zhì)、土地和生態(tài)環(huán)境中有機污染物調(diào)查和監(jiān)測，獲取準確、可靠的科學基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是對地質(zhì)調(diào)查行業(yè)有機分析測試技術(shù)一個巨大的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]李松，饒竹.2010.地下水中12項半揮發(fā)性有機污染物測定的質(zhì)量控制[J].巖礦測試，28（2）：157—160.

[2]盧振權(quán)，吳必豪，饒竹，祝有海，白瑞梅.2010.青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)天然氣水合物的地質(zhì)、地球化學異常[J].地質(zhì)通報，26（8）：1029.

[3]張達政，陳鴻漢，李海明，等.某城市淺層地下水鹵代烴污染初步研究[J].中國地質(zhì)，2010，（3）：326—329