環(huán)境有機污染物檢測技術(shù)及其應用

陳娟

摘 要：經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的平衡一直是社會核心問題，尤其是近年來發(fā)展速度加快，環(huán)境有機污染問題愈加嚴重。要解決環(huán)境有機污染，自然是要對污染對象進行檢測分析，進而采取針對性措施，相關的檢測技術(shù)和應用發(fā)展尤為關鍵，筆者就相關問題展開探討。

關鍵詞：環(huán)境有機污染物;檢測技術(shù);應用

環(huán)境有機污染物檢測技術(shù)隨著科技進步已經(jīng)發(fā)展的日趨成熟，其研究對象主要是經(jīng)濟生產(chǎn)中排放入環(huán)境中的各種帶有污染性質(zhì)的有機物。這些污染物會對人類健康直接或間接的帶來危害，而且是持久性傷害。有效的發(fā)展和應用環(huán)境有機污染物檢測技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)潛在危險因子并作出防范措施，從而將污染帶來的影像控制在最小范圍。

1、檢測意義

有機污染物給環(huán)境帶來的污染是持續(xù)性的，而且具備一定的隱蔽性。有機污染物很容易與環(huán)境中的其他物質(zhì)互相結(jié)合作用，其成分往往較為復雜，通常是以混合物的形態(tài)存在。在對其進行鑒別時存在很大的難度。有機污染物檢測技術(shù)及應用可以很精準的判斷出目標區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)成分及含量，可以幫助快速有效的判斷是否存在污染以及污染程度如何。為接下來的針對性環(huán)境保護方案的制訂和實施帶來極大的參考價值。為切實改善環(huán)境，保障國民身體健康做出了巨大的貢獻，其意義不可謂不重大。

2、樣品處理

2.1???? 采樣

有機污染物的依附環(huán)境狀態(tài)主要有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種類型。對于存在于空氣以及廢氣之中的有機污染物通常會采用富集采樣法和直采法兩種。對于低濃度的樣品，其存在于氣態(tài)環(huán)境中的占比非常小，如果直接采集氣體整體，其中存在的有機污染物樣品含量過低，不利于接下來的檢測。因此通常會使用有溶劑和填料進行吸附收集，這樣就可以得到濃度較高的樣品了。而對于濃度較高的樣品，則會直接采用針筒、罐子和氣袋進行收集采樣。

2.2???? 處理

有機物樣本在采集到之后，并不能直接用于檢測，還需要進行處理。對于溶液中不同物質(zhì)的分離，要使用分液漏斗進行萃取處理。也可以利用固相吸附劑對目標液體樣品進行選擇性的吸附。然后將得到的不同成分通過選擇性溶劑進行洗脫處理。這樣可以得到分離度高和純度高的純化物質(zhì)，是比較成熟的一種處理技術(shù)。對于固態(tài)有機污染物樣本，較為常用的處理技術(shù)是索氏抽提法，是將固態(tài)的有機物樣本放入提取液之中長期浸泡。利用虹吸原理和溶劑回流原理使得固態(tài)樣本中的物質(zhì)逐漸分離出來。當然，很多的處理技術(shù)由于步驟較多，操作較為復雜，很容易將雜質(zhì)帶入到最終的分離樣品中。為了避免這種失誤帶來的檢測結(jié)果失真，頂空自動進樣技術(shù)被廣泛應用起來。但是頂空技術(shù)由于是單一操作，靈敏度不足。吹掃捕集自動進樣技術(shù)做了很好的補充，通過增加二次吸附和解析進一步提升了靈敏度。

3、技術(shù)應用

3.1???? 有機質(zhì)譜法

該方法主要是通過電子撞擊等方式將被測試樣本打散成離子狀態(tài)，利用不同離子之間質(zhì)荷比不同的特點對其進行測量。這里要用到電磁學原理將目標物質(zhì)撞散后的各部分離子態(tài)按照質(zhì)荷比進行分離，再通過對不同部分的離子態(tài)進行測量得到離子強度，最終得到被測樣本的具體成分結(jié)構(gòu)和分子含量占比。比較常用的儀器為有機質(zhì)譜儀，可以檢測出目標有機物樣本的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、分子量、官能團構(gòu)造、包含元素種類等信息，可以準確得到被測有機物的質(zhì)量以及含量。一般按照工作原理可以分為磁質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀和離子阱質(zhì)譜儀等，按照工作效能則包括低、中、高三個分辨率檔位。不同分辨率下，儀器的檢測精度不盡相同，最高可達小數(shù)點后4位的精確度。 有機質(zhì)譜儀的組成部分大致為進樣系統(tǒng)、離子源、離子檢測器和質(zhì)量分析儀等。利用有機質(zhì)譜法進行檢測可以將檢測單位縮小為物質(zhì)的分子層面，其對目標樣本分子構(gòu)成和分子量占比的測定十分精確，這是其他檢測方法無可比擬的。而且通過有機質(zhì)譜法檢測的速度非?？?，只要幾分鐘甚至幾秒鐘就可以得到結(jié)果。其外，其通用性也特別高，由于檢測對象是離子態(tài)的元素，所以所有能夠被各種方法撞擊成離子態(tài)的物質(zhì)都可以被檢測。

3.2???? 色譜法

色譜法也是較為常見的有機污染物檢測法，其原理主要是利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)會具備分配上的選擇性這一特點而對目標樣本混合物進行物質(zhì)層析分離并分別進行分析。通常會將混合物投入流動相對固定相中進行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)便會在固定相中以不同的速度進行移動，這種不同速度的移動最終導致不同物質(zhì)之間的分離。色譜法對于復雜混合物的物質(zhì)分離效率是很高的，通常只需要幾十分鐘甚至幾分鐘就可以將幾十種甚至上百種性質(zhì)相近的化合物進行分離。再通過不同物質(zhì)的不同色譜表現(xiàn)來判定其物質(zhì)性質(zhì)和含量。從而綜合判斷該化合物中所含的不同物質(zhì)種類和所占比重。此外，在檢測精度上色譜法也有很大的優(yōu)勢，其檢測下線甚至可以達到10-⑿g(shù) 的數(shù)量級。通常的檢測只需要數(shù)納升至數(shù)微升的樣品就可以完成檢測，樣品損耗量非常微小。配合不同的檢測器可以快速的在少量樣品損耗的前提下完成多組分同時進行的分組分析檢測。由于不同物質(zhì)在特定條件下固定相中的移動速度固定，運用色譜法檢測的樣品成分結(jié)果選擇性非常理想，而且極易形成自動化操作。但是色譜法在很大程度上對時間定性做了保留，對于被檢測物質(zhì)樣品的定性結(jié)果存在一定程度的偏差，準確度不高，需要配合其他的定性技術(shù)來進行輔助性檢測。常用的輔助定性檢測技術(shù)為紫外檢測、紅外檢測和核磁檢測等。根據(jù)色譜檢測法的檢測目的一般會分為制備型色譜檢測和分析型質(zhì)譜檢測兩類。制備型色譜檢測主要是為了制備目標檢測樣品的純凈分離物質(zhì)。會對混合物進行分離操作，得到一定分量的純凈組分，如去離子水制備、天然混合物純化制備、合成混合物純化制備等。分析型質(zhì)譜檢測則是對目標混合物中每一個不同物質(zhì)的成分性質(zhì)以及含量和所占比重進行定性或定量分析。其檢測的目標主要為純化分離之后的各個單一的不同物質(zhì)。

3.3???? 色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用法

介于色譜法和質(zhì)譜法對于有機混合物的不同檢測側(cè)重點優(yōu)勢不同，將兩者進行綜合聯(lián)用是慣用手法。其基本原理就是首先通過色譜檢測技術(shù)對目標有機混合物進行物質(zhì)分離操作，被分離后的不同物質(zhì)再經(jīng)由質(zhì)譜檢測技術(shù)處理成離子態(tài)，通過質(zhì)荷比質(zhì)量分析器分離檢測，最終得出不同物質(zhì)的具體構(gòu)成結(jié)果，進而推斷出目標有機化合物的物質(zhì)構(gòu)成以及不同物質(zhì)的分量。這種方法大多被應用于目標有機化合物的物質(zhì)構(gòu)成復雜的情況。此時單純的運用色譜檢測法進行檢測只能得到大致的物質(zhì)構(gòu)成，對于分離之后的單個物質(zhì)分析存在較大的偏差，尤其是其檢測目標還處于分子水平，很容易造成誤差。而如果單純的只運用質(zhì)譜檢測法進行檢測，則直接將復雜的有機混合物打碎成離子態(tài)，原有機混合物中存在的大量不同物質(zhì)在離子態(tài)下存在大量的同離子重疊，很難區(qū)分這些離子是來自哪些物質(zhì)上的。在通過離子逆推判斷物質(zhì)成分時很容易造成差錯。因此通過色譜法先進行物質(zhì)層面分離，再通過質(zhì)譜法對單個物質(zhì)進行離子層面分離分析后，便可以得到準確的物質(zhì)成分和分量信息。

結(jié)束語

總之，環(huán)境有機物污染在經(jīng)濟高度發(fā)展的今天一時難以完全根治，通過有效的有機物污染檢測技術(shù)及時準確的發(fā)現(xiàn)和判斷污染物成分和含量有助于環(huán)境治理方案的針對性部署。對有效改善環(huán)境意義重大。相關的檢測技術(shù)及應用應當不斷得到重視和發(fā)展。

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