工业化建设脚步不断推进,现代化社会中的化学、塑料和印染等行业快速兴起,逐渐对水环境带来了负面影响,威胁着人们日常的用水安全和水生态环境的健康,工业生产过程中将会产生有机污染物,这些污染物直接排放到水中以后会对水中生物造成危害,一些亲脂性和稳定性强的物质会在动物体内不断聚集,引发畸形和突变,甚至癌变。因此,环境保护背景下,人们越来越重视有机污染带来的危害。水体检测工作中常常根据总有机碳、高锰酸盐和化学需氧量等指标监测水体中的有机物浓度。但在实际监测时,有机物种类繁多,且不同的有机物性质差异较大,这三个单一的指标无法全面反映有机污染物的种类和含量,更无法兼顾一些对人们身体具有较大危害的有机污染物情况。因此,科学有效的水质有机污染物监测分析方法迫在眉睫,合适的检测方法才能保证水质有机污染治理工作顺利开展。
1有机污染物概述
1.1水质有机污染物来源
引起水质污染的两大有机污染物来源是天然有机物和人工合成有机物,天然有机物属自然正常代谢循环的产物,比如藻类、腐殖质以及木质素等物质,森林、草原产生的腐殖质就是一种典型的天然有机物。天然有机物不仅是消毒副产物的前提,还是有毒有害物质的重要载体,会随着地表水流入其他水体内,从而引发水体有机物污染,因此是水体污染的重要来源之一。人工合成有机物种类较多,生活生产中的工业废水、污水以及农业生产中的农药是人工合成有机物的重要来源,这些物质随着人类活动流入水体中引发水体有机物污染。
表1水质有机物来源1.2水质有机污染物特点
(1)分布范围广。水体中含有的有机污染物具有非常广泛的来源,分布领域也很大,成分也十分复杂,雨水天气随着地表径流进入地表水或地下水中,有机污染物的分布范围将从横向、纵向两个方面扩散,从而加剧水体有机污染程度。(2)种类繁多。随着水质分析技术的研究和发展,现代痕量分析技术也得到广泛应用,原水中检测出来的化学性污染物已经高达2500多种,类型繁琐,成分复杂,主要有芳烃、酚类、醚类以及卤代脂肪烃等。(3)稳定性强。水质中的有机污染物的稳定性很强,由于降解能力弱,这些污染物将在水体中长时间存留。
1.3水质有机污染物的危害
水质有机污染物基本上有毒有害,一些物质会给人类健康带来巨大威胁,比如杀虫剂和除草剂等物质会影响人们的内分泌系统。水质有机污染物的突出危害就是致畸性,甲基汞和亚硝胺类物质都会引发新生儿与其他哺乳动物畸形。此外,甲醛和芳香烃类物质还会影响染色体数目,引发基因突变,甚至引起生物结构变异。水体中亚硝酸盐等物质还具有较强的致癌性。
2水质有机污染物分析方法
监测水体中含有的低浓度有机污染物是水质样品分析工作的一项重要任务,已有的水质污染物检测方法有很多,如气相色谱法、光谱法以及液相色谱法等方法。目前,气相色谱法在水质监测领域的应用比较成熟,已经得到广泛应用。气相色谱法分析水质主要是根据不同物质在不同相中的分配系数不同的原理达到分离的目的,具有分析速度快、选择性好以及灵敏度高等优点。
2.1 EGC-FID法检测水质苯系物
水质分析监测苯系物主要包含苯、对二甲苯、甲苯以及邻二甲苯等,大部分都是苯的一元取代或二元取代物。水质中含有的苯系物将会影响水生生物和人体健康,导致发生畸形,癌变和基因突变,因此水质中的苯系物需要进行严格的监测,这些苯系物主要是产生于化工厂的废水和废气,当水质中的苯系物通过地表径流进入到地表水和地下水中之后,进入水体中会直接影响生物和人类的健康,因此一定要在水质监测中分析水质中的苯系物含量。
GC-FID法主要使用GC相色谱仪和FTP检测仪以及固相微萃取装置的仪器使用到的药品主要有甲醇、甲苯、邻二甲苯等物品。该方法检测,首先需要进行样品制备,将100毫升水样加入样品瓶后加热控制温度在50℃左右进行萃取,然后放入液相色谱仪中进行解析,在采用ECD检测仪分析色谱。该方法的色谱柱起始温度应为50℃,保持两分钟之后需要将温度升为130℃保持5分钟气化温度为240℃在气为氮气时的注流量为每分钟两毫升,氢气为每分钟45毫升,空气为每分钟300毫升,静量时间为0.75分钟。使用该方法对苯甲苯健二甲苯异,丙苯等多种物质进行无干扰检测后发现这6种物质的回收率为93%是100%04由此可见,该方法具有较高的分离程度,主要得到的分析结果如下表所示。
GC-ECD法检测卤代烃氯苯和硝基苯类
GC-ECD主要使用的仪器有GC相色谱仪和ECD检测器使用的试剂有甲醇,使用的标准试剂有1,2,4,5-四氯苯和1,2,3,5-四氯苯两种试剂,色谱柱的起始温度为50℃保持5分钟,然后逐渐上升到80℃保持两分钟,汽化温度为240℃,载气为氮气的流量为每分钟1.5毫升进样时间为0.75分钟,进行样品制备时将100毫升的水样加热温度控制在50℃进行萃取,然后放入气相色谱仪中解析,采用ECD检测器分析色谱,该方法在进行分析过程中需要采用浸入式和顶空式萃取,浸入式萃取10分钟,且温度保持在20℃,顶空式萃取时间为40分钟,萃取温度保持在40℃左右,分析发现该方法适合用于检测硝基苯类、氯苯以及卤代烃等物质,该方法的平均回收率可达到90%左右,因此在水质中进行有机污染物分离过程中可以得到较好的结果。
GC-ECD滴法测定氯酚类物质。
该方法主要使用的仪器也是聚乙烯气相色谱仪和ECD检测器,试剂为甲醇,使用的标准样品有2,4-二氯苯酚和2,4-硫酸氯苯酚,色谱柱的起始温度为100℃,保持5分钟后逐渐加至150℃,保持10分钟计划温度为240℃,氮气的柱流量为1.5每分钟毫升,分馏时间为0.75分钟,取200毫升的水样放入分液漏斗中,将其pH调节在2以下,然后加入2,4-二溴苯酚酸溶液混合均匀之后加入环己烷进行萃取,等待静置分层后,将环己烷分离出来后加入到气相色谱仪中分离,并使用ECD检测器分析分离过程。该方法表明初始温度太低或太高都会影响水中污染物的分离时间。当学历中含有三氯苯酚,二氯苯酚和五氯苯酚这三种污染物是在不同浓度条件下用该方法进行检测,具有良好的检出限。
结论:实践显示,GC-ECD可以进行8种卤代烃和三种氯分类物质的快速测定和分离,GC-FID方法可以有效的分析与测定6种苯系物,这两种方式检测在一定浓度范围内具有较好的线性关系,并具有较高的检测精密度较低的检出限,因此在现实中具有较大的推广和应用价值。
参考文献:
1.鲍乐.基于纳米材料的持久性有机污染物快速分析方法研究[D]长沙.湖南大学,2012.
2.徐辉.气相色谱法与液相色谱法测定地下水样品中10种有机污染物的研究[D]长春.吉林大学,2013.