土壤揮發(fā)性有機(jī)物分析方法概述

薄亞?wèn)| 蔣珊珊 沈風(fēng)云

【摘 要】揮發(fā)性的有機(jī)物屬于土壤中比較常見(jiàn)的組成部分，其可以通過(guò)大氣循環(huán)和水循環(huán)進(jìn)入水體或空氣中，進(jìn)而誘發(fā)環(huán)境污染，甚至危及人體健康，為了避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，則需要做好土壤揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)工作。然而，土壤中VOCs濃度低，要想提取比較困難，不利于專(zhuān)家開(kāi)展相關(guān)的研究工作。本文將會(huì)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析，并探究常見(jiàn)的檢測(cè)分析方法，以此來(lái)提高其檢測(cè)效果和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】土壤;揮發(fā)性有機(jī)物;分析方法

1.揮發(fā)性有機(jī)污染物分析

土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染物一般是指重金屬污染物，如汞、鉛等，同時(shí)也包括了石油烴和苯系物等多種有機(jī)物。在工業(yè)生產(chǎn)階段，如果所產(chǎn)生的污染物未給予及時(shí)、有效處理，將會(huì)誘發(fā)環(huán)境污染。由于土壤被長(zhǎng)期工業(yè)活動(dòng)的影響下，使得大部分的土地污染為有機(jī)與無(wú)極復(fù)合污染。目前我國(guó)有30%左右的建設(shè)用地被開(kāi)發(fā)利用，這樣就需要對(duì)用地的環(huán)境污染問(wèn)題給予重視，因?yàn)榇蠖鄶?shù)揮發(fā)性有機(jī)污染物屬于疏水性有機(jī)污染物，其與土壤具有較強(qiáng)的吸附性，進(jìn)而對(duì)土壤環(huán)境的遷移轉(zhuǎn)換產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.揮發(fā)性有機(jī)物分析方法

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)給予了高度重視，而且也開(kāi)始關(guān)注土壤中揮發(fā)性有機(jī)物治理工作。在土壤中揮發(fā)性有機(jī)物治理中，西方發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力，以達(dá)到保護(hù)土壤的目的。雖然我國(guó)也對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物治理工作給予了高度重視，但是還存在一定的缺陷和不足，急需采取有效措施給予解決，需要將會(huì)對(duì)我國(guó)常用的揮發(fā)性有機(jī)物分析方法給予介紹。

2.1物理、化學(xué)修復(fù)方法

物理、化學(xué)修復(fù)方法屬于土壤揮發(fā)性有機(jī)物處理中比較常用的修復(fù)方法。該方法比較簡(jiǎn)單、修復(fù)時(shí)間也較短，能夠在多種范圍內(nèi)使用，但是該類(lèi)修復(fù)方式成本較高同時(shí)容易造成二次污染以及破壞土壤本身中微生物系統(tǒng)。其中熱解吸技術(shù)、換土法、CPS法以和土壤淋洗法等是比較常用的物理化學(xué)處理方法。

2.2光降解技術(shù)

在我國(guó)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物處理過(guò)程中，光降解技術(shù)比較重要的方法之一，其主要包括光催化光解、土壤表層直接光解、土溶劑萃取光解，以達(dá)到預(yù)期的光解效果。該方式要經(jīng)過(guò)大量陽(yáng)光的照射，從而對(duì)強(qiáng)光降解、水溶性低的活性化學(xué)物降解。如今，我國(guó)借助模型的建立來(lái)探究光解條件下土壤中的初始PH值、含油量等，研究后發(fā)現(xiàn)，土壤中光降解的方式不同土壤的含油量也有所不同。

2.3土壤淋洗技術(shù)

利用土壤淋洗技術(shù)對(duì)土壤中的化學(xué)微粒起到吸附作用，使得微粒周?chē)寥滥軌蛐迯?fù)。通過(guò)該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的異位修復(fù)和原位修復(fù)。在進(jìn)行土壤修復(fù)的過(guò)程中要選擇清水或者鹽、堿等無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)溶劑等。目前，表面活性劑在揮發(fā)性有機(jī)物污染土地修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用，然而大量的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，單一的表面清洗劑效果不理想，這就使得不同成分的表面活性劑得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前我國(guó)生物表面活性劑被廣泛的應(yīng)用在土壤修復(fù)中，因?yàn)槠渖锝到庑暂^強(qiáng)，容易適應(yīng)且具有高度特異性，能夠有效降解土壤中微生物分解的碳源。

2.4生物修復(fù)技術(shù)

這里所提及到的生物修復(fù)技術(shù)是指在生物降解技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)一系列的改革和創(chuàng)新而形成的一種新型土壤污染處理技術(shù)，其與傳統(tǒng)生物降解技術(shù)進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在復(fù)雜環(huán)境中可以達(dá)到揮發(fā)性有機(jī)物處理的效果。生物修復(fù)技術(shù)具有相對(duì)比較低的成本，而且環(huán)境影響較小，修復(fù)效果也好。在對(duì)土壤修復(fù)的過(guò)程中不會(huì)破壞植物和微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，有效的保護(hù)了自然生態(tài)系統(tǒng)。目前我國(guó)的微生物修復(fù)技術(shù)處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物方面比較成熟。利用微生物修復(fù)技術(shù)能夠?qū)ν寥乐袚]發(fā)性有機(jī)進(jìn)行原位以及異位修復(fù)。

3.揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)分析方法

3.1吹掃捕集

吹掃捕集法是使用惰性氣體連續(xù)通過(guò)樣品，從而將樣品中的揮發(fā)性有機(jī)污染物吹出來(lái)，利用吸附劑來(lái)進(jìn)行捕集，隨后加熱吸附劑，將物質(zhì)進(jìn)行脫附，再用載氣帶入氣相色譜柱進(jìn)行分析。通過(guò)該方式能夠有效的將揮發(fā)性有機(jī)物提取出來(lái)，由于揮發(fā)性物質(zhì)有易揮發(fā)的特性，在處理的過(guò)程中容易造成損失，使得樣品測(cè)定結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

3.2索氏提取

目前在提取揮發(fā)性有機(jī)污染物最經(jīng)典、成熟的提取方式就是索氏提取技術(shù)，其操作過(guò)程如下：首先稱(chēng)取土樣十克，倒入濾紙筒內(nèi)，再將濾紙筒放入索氏提取器中，在五百毫升圓底燒瓶?jī)?nèi)放入一至兩顆沸石，加入一百五十毫升的丙酮和正己烷按照一比一的比率進(jìn)行混合，在連接索氏提取器，經(jīng)過(guò)十六個(gè)小時(shí)的加熱。

3.3氣相色譜質(zhì)譜法

該方法融合了氣相色譜和質(zhì)譜種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，既可以有效分離混合物中的化合物成分，而且還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物的定性和定量檢測(cè)。截至當(dāng)前，我們已知的化合物種類(lèi)非常多，在工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，又會(huì)產(chǎn)生許多新的新型有機(jī)化合物，進(jìn)而增加了檢測(cè)人員的工作難度。如今，隨著時(shí)代的發(fā)展，需要對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，并構(gòu)建一套系統(tǒng)、完善的分離和分析體系，以此來(lái)提高揮發(fā)性有機(jī)物分析效果。氣相色譜法具有比較強(qiáng)的分離能力，然而對(duì)未知的化合物檢測(cè)效果不理想，質(zhì)譜對(duì)未知化合物有著十分強(qiáng)的定性，要根據(jù)已經(jīng)掌握的資料和經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)化合物進(jìn)行定性，但是要求被測(cè)的化合物是由幾個(gè)分組的化合物。將氣相和質(zhì)譜進(jìn)行結(jié)合，能夠有效地對(duì)復(fù)雜化合物進(jìn)行分離，定性未知的化合物以及定量痕量組。其具有靈敏度高，使用范圍廣的特點(diǎn)，應(yīng)用的時(shí)間也比較早。近年來(lái)，隨著我國(guó)生化、藥物、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，逐漸發(fā)現(xiàn)了異構(gòu)體之間的差異性，此時(shí)可以借助氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)給予有效處理。

3.4揮發(fā)性有機(jī)物快速測(cè)定技術(shù)

當(dāng)前在測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)，經(jīng)常使用的儀器包括光離子化檢測(cè)器以及火焰離子化檢測(cè)器。光離子化檢測(cè)器具有通用性兼選擇性的特點(diǎn)，針對(duì)大多數(shù)的有機(jī)物有相應(yīng)的信號(hào)相應(yīng)，能夠檢測(cè)土壤和地下水揮發(fā)性有機(jī)物，其主要原理時(shí)利用光源來(lái)激發(fā)被測(cè)氣體分析產(chǎn)生電離，使用不同能量的燈以及晶體光窗進(jìn)行選擇性的對(duì)各種類(lèi)型的化合物進(jìn)行測(cè)定。火焰離子化檢測(cè)器是通過(guò)氫火焰的方式來(lái)電離樣品氣體，從而產(chǎn)生比基流高的數(shù)量級(jí)離子，進(jìn)而能夠定量分析被測(cè)物質(zhì)。

3.5提高揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)質(zhì)量

準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)為環(huán)境污染治理、環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)以及制定環(huán)境管理的決策提供了重要的參考依據(jù)。為了保證對(duì)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，要嚴(yán)格把控每一個(gè)環(huán)節(jié)。土壤中揮發(fā)性有機(jī)物是以化合物的形式存在土壤中，同時(shí)在氣體、液態(tài)的循環(huán)過(guò)程中，被帶入到生物鏈中，對(duì)人體造成一定的危害。因此要加強(qiáng)對(duì)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的研究和分析，采取相應(yīng)的治理措施來(lái)防止人們的身體健康受到損害，此外，可以有效的改良土壤質(zhì)量，修復(fù)土壤，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此要加強(qiáng)對(duì)土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的研究，保證對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)質(zhì)量，推動(dòng)生態(tài)文明的建設(shè)。

4.總結(jié)

簡(jiǎn)而言之，土壤中揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)土壤、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)以及人的生命健康都有著嚴(yán)重的危害，因此，要建立嚴(yán)謹(jǐn)、高效、簡(jiǎn)便的檢測(cè)體系，提高檢測(cè)質(zhì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的污染，為了快速的對(duì)土壤中揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行處理，要不斷的探究揮發(fā)性有機(jī)物的分析方法，需要更多的專(zhuān)家投入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅明，郭兆云.土壤揮發(fā)性有機(jī)物分析方法概述[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（3）：18-24..

[2]董亮，王秀琴，張烴，等.環(huán)境介質(zhì)中有機(jī)污染物分析前處理方法概述[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2010，（5）：120-125.

[3]宋旸，郭斌，郭淵明，等.非常規(guī)土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[J].煤炭與化工，2019，42（1）：149-155，160.

（作者單位：上海炯測(cè)環(huán)保技術(shù)有限公司）