固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定分析

顧姣姣

摘要：固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物的排放不僅會(huì)加劇環(huán)境污染，還會(huì)破壞人體機(jī)能，威脅人的健康。為此，本文將對(duì)固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定展開分析，希望確定揮發(fā)性有機(jī)物的種類及可能存在的污染問題，并采取有效的防控措施。本次研究中，選取頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法和吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法兩種方式，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室加標(biāo)固體樣品和實(shí)際固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定，探討這兩種方式的有效性與否。

關(guān)鍵詞：固體廢物;揮發(fā)性有機(jī)物;快速檢測(cè)

目前，頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法能夠檢測(cè)水、土壤等區(qū)域內(nèi)含有的揮發(fā)性有機(jī)物54種，但在揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)前，需實(shí)施富集處理，頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法使用中對(duì)于定性定量的研究還未有準(zhǔn)確報(bào)告，檢測(cè)中依然存在疑問。為此，本文就借助頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法和吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法的對(duì)比分析，了解其在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)中的作用，希望加強(qiáng)固體廢物揮發(fā)性有機(jī)物的治理。

1 材料與方法

在測(cè)定階段，應(yīng)做好試劑、儀器、條件及試驗(yàn)方法的選擇，其選擇的準(zhǔn)確性與適用性將會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果有直接影響，因此，應(yīng)重視測(cè)定前的準(zhǔn)備工作，其具體內(nèi)容如下：

1.1 試劑

選取每升2000毫克的揮發(fā)性有機(jī)物混合標(biāo)樣作為主要試驗(yàn)材料。內(nèi)標(biāo)物中包括氟苯、2-二氯苯-d4、甲醇為農(nóng)殘級(jí)、無揮發(fā)性有機(jī)物空白石英砂，無揮發(fā)性有機(jī)物超純水。

1.2 儀器

本次研究中按照檢測(cè)技術(shù)的不同，選用設(shè)備儀器也各不相同。頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法中的設(shè)備儀器有：HAPSITE便攜式氣相色譜-質(zhì)譜設(shè)備;SPB-1色譜柱，尺寸參數(shù)為30米*0.32米*1微米;外徑在29毫米、長(zhǎng)度在81毫米，容積為40毫升的頂空瓶，其中頂空瓶的內(nèi)襯以聚四氟乙烯莫的硅橡膠墊為主;TRACE氣相色譜-DSQ質(zhì)譜;吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法中的儀器設(shè)備有：吹掃搜集設(shè)備，并搭配液固自動(dòng)化進(jìn)樣器;適應(yīng)毛細(xì)管柱，尺寸參數(shù)為60米*0.2毫米*1.12微米;25毫升注射器;10微升微量注射器;40毫升頂空瓶。

1.3 分析條件

實(shí)驗(yàn)室吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法的分析條件有：明確規(guī)定說明，獲取精準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法的分析條件可概括如下：該方法重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)溫度管控，詳細(xì)記錄不同溫度下樣品變化特征及參數(shù)。其中溫度變化數(shù)值有50攝氏度、5-110攝氏度、15-180攝氏度這三個(gè)階段。50攝氏度下樣品要維持7分鐘，15-180攝氏度變化下樣品要維持80秒。檢測(cè)中的載氣控制在高純氮?dú)夥秶鷥?nèi)。質(zhì)樸掃描范圍在45-280u之間。電力能量70eV，掃描周期控制在0.94秒。需要注意的是，頂空進(jìn)樣器中，樣品的平衡溫度和傳輸線溫度均要控制在60攝氏度，加熱的平衡時(shí)間為20分鐘，冷卻1分鐘，進(jìn)樣要在15秒內(nèi)完成。

1.4 試驗(yàn)方法

頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法的檢驗(yàn)方法：

1.4.1 內(nèi)標(biāo)物溶液制作

取5克左右的空白石英砂子直接放入頂空瓶?jī)?nèi)，向內(nèi)部添加20毫升左右的超純水及一定量的內(nèi)標(biāo)物，檢查混合后溶液的濃度，確定每升10微克即可將其作為檢測(cè)的內(nèi)標(biāo)物，密封保存。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線建立

在5個(gè)頂空瓶?jī)?nèi)分別放置5克的空白石英砂子，在其中加入揮發(fā)性有機(jī)物標(biāo)樣和內(nèi)標(biāo)物，再加入20毫升水，混合后分別能夠得到每千克4、8、20、40、80微克濃度的混合標(biāo)樣，而溶液中內(nèi)標(biāo)物的濃度控制在每升10微克標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。之后利用專業(yè)設(shè)備測(cè)定5個(gè)樣品，可獲得5個(gè)不同濃度的化合物數(shù)據(jù)，利用HAPSITE軟件完成標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。實(shí)際檢測(cè)作業(yè)中，操作模式與標(biāo)準(zhǔn)曲線建立模式類似，只不過在水添加過程中，會(huì)加入適量的標(biāo)儲(chǔ)備液，以確保最終結(jié)果的準(zhǔn)確性[1]。實(shí)驗(yàn)室吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法試驗(yàn)方法現(xiàn)有明確的參考文獻(xiàn)說明，嚴(yán)格按照文獻(xiàn)資料要求操作即可。

2? 結(jié)果與討論

在結(jié)果處理時(shí)，我們需要對(duì)相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行分析與對(duì)比，例如固體樣品中揮發(fā)性有機(jī)物性能、頂空/氣相色譜-質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)間有效性、固體廢物樣品的機(jī)體加標(biāo)測(cè)定、未知固體廢物樣品中揮發(fā)有機(jī)物的測(cè)定，其對(duì)比結(jié)果內(nèi)容如下：

2.1 固體樣品中揮發(fā)性有機(jī)物性能對(duì)比結(jié)果

按照上述分析條件和試驗(yàn)方法，在頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，化合物和內(nèi)標(biāo)物分離效果較好。為研究頂空/氣相色譜-質(zhì)譜在含揮發(fā)性有機(jī)物固廢污染應(yīng)急檢測(cè)中的數(shù)據(jù)有效性問題，對(duì)頂空/氣相色譜-質(zhì)譜與吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定固體樣品中，揮發(fā)性有機(jī)物的平均響應(yīng)因子的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、準(zhǔn)確度、精密度及檢出限予以比較。

2.2 頂空/氣相色譜-質(zhì)譜標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)間有效性

環(huán)境污染存在突發(fā)性特征，在現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定中，為增強(qiáng)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性，需確定標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)間有效性。為此，在本次研究中，就以苯系物和揮發(fā)性氯代烴的測(cè)定為例，了解頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法中揮發(fā)性有機(jī)物側(cè)定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)間有效性。測(cè)定中，分別選擇測(cè)定當(dāng)天及3、7、14天這四個(gè)標(biāo)段作為研究區(qū)域，選擇測(cè)定的化合物濃度分別為每千克8和40微克。最終測(cè)定結(jié)果顯示，3天時(shí)段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)間有效性最佳，兩種化合物的加標(biāo)回收率分別為90%-120%和106%-116%;7天后有效性明顯下降，兩種化合物的加標(biāo)回收率分別為67%-156%和61%-95%，基本滿足應(yīng)急監(jiān)測(cè)的要求;14天后，兩種化合物加標(biāo)回收率為55%-237%和57%-176%，需重新作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3 固體廢物樣品的機(jī)體加標(biāo)測(cè)定

利用頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法開展固體廢物樣品基體加標(biāo)試驗(yàn)中，選取實(shí)驗(yàn)樣品均為5克，不過選取地點(diǎn)不同，一個(gè)從污水處理廠污泥采集，一個(gè)從化工廠污水處理后的污泥中采集[3]。采集的兩組樣品分別放入含有20毫升水的頂空瓶?jī)?nèi)，加入適量的揮發(fā)性有機(jī)物標(biāo)儲(chǔ)備液和內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液，按照上述分析要求開始測(cè)定。最終得出加標(biāo)回收率在69%-145%，可以說準(zhǔn)確性相對(duì)較高，且在測(cè)定過程中，并未因?yàn)閷?shí)際固體廢物樣品復(fù)雜性對(duì)測(cè)定結(jié)果帶來任何影響。

2.4 未知固體廢物樣品中揮發(fā)有機(jī)物的測(cè)定

在某地海塘中發(fā)現(xiàn)未知固體廢物，氣味較大，對(duì)其行頂空/氣相色譜-質(zhì)譜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。按照固體廢物采樣技術(shù)要求，在現(xiàn)場(chǎng)展開樣品采集，采集數(shù)量為2個(gè)。采集到的樣品直接放入裝有20毫升超純水和內(nèi)標(biāo)物的頂空瓶?jī)?nèi)，做好密封處理。測(cè)定后的結(jié)果要與實(shí)驗(yàn)室吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定結(jié)果作對(duì)比分析。得出結(jié)論為：頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法的測(cè)定結(jié)果明顯高于實(shí)驗(yàn)室吹掃捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法，但測(cè)定偏差未超出10%。所以在現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定中，可采用頂空/氣相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行快速測(cè)定，科學(xué)判斷揮發(fā)性有機(jī)物的含量，編制防控措施。

3? 結(jié)語

根據(jù)上文對(duì)比分析可知，頂空/氣相色譜-質(zhì)譜在固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定中起到非常重要的作用，能夠加強(qiáng)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性、可靠性，可以為污染治理提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)，為進(jìn)一步處理固體廢物提供有利參考，值得廣泛的推廣與普及。為此，我們應(yīng)在實(shí)際工作中加強(qiáng)頂空/氣相色譜-質(zhì)譜在固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物的現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定中的應(yīng)用，以此為固體廢物的測(cè)定與處理提供參考與技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]余紫燃，張良璞，吳纓.固體廢物中揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)方法研究進(jìn)展[J].安徽化工，2019，v.45;No.220（04）：6-9+19.

[2]趙曉光.固體廢物半揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定[J].智能城市應(yīng)用，2020（1）：21-28.

[3]黃宏，郭杰煌，竇文淵，等.頂空-氣相色譜法快速測(cè)定化工固體廢物中16種揮發(fā)性有機(jī)物[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊(cè)），2019，v.55（08）：54-60.

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