土壤中揮發性有機物監測技術與難點解決

李志明

（廣東安納檢測技術有限公司，廣東 廣州 510000）

近年來，建設用地土壤污染狀況調查受到了有關部門的高度重視。目前揮發性有機物是導致土壤污染的主要原因之一，由此，在土壤監測工作中，對于揮發性有機物的監測技術也就成為了研究重點。當然，由于土壤中的揮發性有機物種類較多，理化性質之間存在一定的差異，因此其監測技術也會受到多方面的影響，容易導致監測結果的準確度受到制約，所以目前仍需對技術難點問題做進一步研究。

1 土壤中揮發性有機物的主要特點

揮發性有機物的定義，在國際范圍內尚未出現統一的標準，按照不同的分類標準，可對其進行如下分類，如表1所示。

表1 揮發性有機物的分類

由表1可知，揮發性有機物具有以下兩方面的特點：一是分子量較小，容易受到環境因素影響而迅速放出氣體，或是逐漸轉化為其他物質，導致監測難度大；二是活躍度較強，其在土壤中具有較強活性，特別是在通氣性差的土壤結構中，這些物質因不易與空氣接觸，因此會長期殘留于土壤當中[1]。

2 土壤中揮發性有機物常用的監測技術

2.1 膜萃取氣相色譜技術

這種技術目前已成為土壤中揮發性有機物監測的首選技術，在應用該種技術時，揮發性有機物會經由纖維膜與惰性氣體之間進行有效整合，經壓縮和吸收處理后，使用電力進行加熱。由于不同物質注入到裝備的時間不同，因此能夠準確分析土壤樣品中揮發性有機物的種類和含量，確保檢測結果的精確度。同時，膜技術的應用也有效避免了檢測中溶劑損耗過多的問題[2]。

2.2 質子轉移反應質譜技術

由于土壤中揮發性有機物的生物活性相對較強，且有機物的種類在檢測中可能會因發生化學反應而變化，因此可采用質子轉移反應質譜技術進行監測。這是一種在線監測方法，能夠有效避免樣品衍生物造成的干擾，確保檢測結果的精準。同時，質子轉移反應質譜技術具有較高靈敏度，在較短時間內即可解析所有揮發性有機物的屬性，不再需要濃縮等操作程序，使得檢測效率和檢測質量均得到有效提升。

2.3 吸附劑富集檢測方法

在該檢測方法中，所使用的吸附劑通常為固體吸收劑，采用固體吸收劑對土壤中的揮發性有機物進行吸附和濃縮。在這種技術模式下，揮發性有機物的吸附和濃縮為同時進行，有效縮短了檢測工作的時間，提升了工作效率。在實際操作中，操作人員一般使用吸附管對揮發性有機物的濃度進行調整，以獲得平均濃度。為避免吸附劑可能出現的誤差，吸附劑填充量通常控制在19以下。整體來看，吸附劑富集檢測方法在應用期間消耗的成本相對較低，吸附管在清洗后即可循環使用，提高了資源的有效利用率[3]。當然，由于吸附劑填充量的限制，使得這種檢測方法的應用也同樣存在局限性，一般只用于中低濃度的揮發性化合物檢測，對高濃度揮發性化合物的檢測則不適用。

3 當前土壤揮發性有機物監測技術難點問題

3.1 技術形式單一，監測精度不準

相對而言，國內的土壤揮發性有機物監測技術還處于起步階段，技術創新力度還稍顯不足，這就導致現有的監測技術很難得到有效應用。在實際工作中，監測人員通常沿用單一的監測方法，而忽略了不同土壤中揮發性有機物的差異，也就無法保證監測精度。同時，現有的土壤揮發性有機物監測技術的實操步驟也相對較為復雜，對操作人員的物理、化學和生物等理論知識都有著較高的要求，操作人員可能無法正確應用這些監測技術，特別是對于一些基層的監測站來說，這種問題更加突出，也就限制了土壤揮發性有機物監測技術的推廣普及。除此之外，現有的土壤揮發性有機物監測技術還會消耗大量的時間，這樣會影響到監測工作的效率。由此可見，對土壤中揮發性有機物監測技術進行優化創新是當前迫切需要解決的問題。

3.2 監測人員專業知識匱乏導致的監測滯后

從目前的實際情況來看，在實際的監測工作中，監測人員在理論專業知識上的匱乏是導致監測出現滯后性的重要原因。面對土壤中各種成分復雜的揮發性有機物，單一的監測技術可能無法起到應有的作用，而是需要多種技術組合應用，這就需要對監測技術方案進行重新設計和布局。同時在監測過程中，也要嚴格按照相關的標準規范進行專業操作。但目前很多實際監測工作中，監測人員普遍缺乏多方面專業理論知識的支撐，導致監測技術的應用流于形式，這就必然會使得監測結果存在較大的誤差。

4 監測技術難點問題的主要解決措施

4.1 加強對新技術的研發應用

不同時期對土壤中揮發性有機物的監測技術要求也有著明顯的差異，這就需要對現有的技術優化創新，如將智能化技術融入到監測技術當中，使其能夠有效預判土壤中揮發性有機物可能出現變化的情況，更有利于后續監測工作的順利開展。同時，新技術的應用也有助于進一步提高監測的效率和精準度，符合我國土壤揮發性有機物監測要求。

4.2 加強對專業人才的培養

目前，土壤揮發性有機物的監測工作已經朝著專業化的趨勢發展，因此培養專業人才是一項重要內容。為此，有關的科研院所和大專院校等要注重對這方面人才的培養，確保專業人才能夠從專業角度解決技術上的難點問題。

4.3 實際應用案例——以氣相色譜法為例

氣相色譜法在土壤揮發性有機物監測中有著快捷和高效的特點，其局限性也相對較低，只需將揮發性氣體送入到色譜檢測儀器中即可完成檢測。但在實際操作過程中，仍然存在一定的難點問題需要解決。在實際應用過程中，主要通過以下流程進行。

在應用氣相色譜法進行檢測時，需要注意的是，必須在頂空瓶閉合狀態下才能進行檢測，且要保持恒溫，以確保土壤中揮發性有機物處于固相和液相之間的平衡狀態。以上確認無誤后才能進行取樣操作。同時，除檢測土壤樣品和儀器之外，還需要準備以下材料：（1）基質轉變液：主要用于降低揮發性有機物的溶解度；（2）檢測試劑：包括去離子水、甲醇色譜、磷酸和氯化鈉等。

在實驗過程中，首先在基質轉變液中加入適量磷酸，將反應體系pH值調整至3.0左右，而后加入一定量的氯化鈉并震蕩，確保氯化鈉充分溶解，將該試劑低溫保存待用。

本次實驗的實驗條件如表2和表3所示。

表2 頂空瓶進樣條件

表3 質譜儀器條件

通過分析實際檢測結果可知，這種優化改進后的氣相色譜檢測方法，同以往的方法相比，有更高的檢測精度，能夠實現同時對數十種揮發性有機物的監測和精準判定，與其他的檢測方法相比，其優勢更為明顯。這就有效提高了土壤揮發性有機物檢測技術的效率和質量，能夠有效適應多種類型土壤的揮發性有機物檢測，預計該檢測技術在今后將有較高的推廣應用價值。

5 結語

總的來看，目前已有多種監測技術用于土壤中揮發性有機物的監測，但這些技術之間存在一定的差異，適用范圍也各不相同，對于一些特殊情況仍具有較大的局限性，進而帶來一些難點問題。為此，在今后的工作中，要針對現有的難點問題加強研究分析，通過對現有的技術進行優化改進，以解決難點問題，確保相關技術得到有效應用，為下一步工作開展奠定堅實基礎。