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水中污染物檢測五種前處理方法匯總！

2022-09-29 09:51:12 admin
水中污染物的危害
 

水中污染物的危害清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院王占生教授在其《健康的水》一書中提到，我國有機(jī)污染物可分為天然有機(jī)物和人工合成有機(jī)物。

 

水中天然有機(jī)物質(zhì)如腐殖質(zhì)，可與消毒劑氯反應(yīng)，產(chǎn)生具有致癌風(fēng)險(xiǎn)的三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物，屬于一類污染。對于人工合成的有機(jī)污染物主要包括持久性化學(xué)物、內(nèi)分泌干擾物、藥與個(gè)人保護(hù)用品三大類。

 

其中，持久性化學(xué)物不易降解長期存在，對人類有毒害作用。內(nèi)分泌干擾物類似于人類激素，會干擾生殖、生長功能；降低人體免疫力；干擾神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致行為失控等反?，F(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)達(dá)國家每５對夫婦中就有一對不孕，中國每8對夫婦有一對不育。

 

藥與個(gè)人保護(hù)用品中的抗生素類能促使水環(huán)境中細(xì)菌成為超級細(xì)菌使病人使用抗生素?zé)o效而死亡，美國每年因抗生素?zé)o效死亡2萬多人，中國8萬多人。更可怕的是，這些物質(zhì)大都屬于水分子污染物質(zhì)，自來水廠采用目前傳統(tǒng)的凈化工藝很難有效去除，將隨著飲水進(jìn)入人體，對健康構(gòu)成巨大威脅。

 

水中污染物的分類

 
根據(jù)揮發(fā)性質(zhì)，有機(jī)污染物可分為揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）、半揮發(fā)性有機(jī)污染物（SVOCs）和不揮發(fā)性有機(jī)污染物（NVOCs）。目前，水中的有機(jī)污染物主要是指前兩者。

①根據(jù)世界衛(wèi)生組織的定義，揮發(fā)性有機(jī)污染物是指沸點(diǎn)在50-25℃，室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Ｐａ，在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機(jī)物。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可以進(jìn)一步分為八類：烷烴類、芳烴類、烯烴類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他。

 

這類有機(jī)污染物數(shù)量多，大多具有毒性，廣泛分布于水環(huán)境中，其測定方法主要有：氣相色譜法［包括頂空氣相色譜法（ＨＳ—ＧＣ）、吹脫捕集氣相色譜法（Ｐ＆Ｔ—ＧＣ）等］和氣相色譜一質(zhì)譜法［包括頂空氣相色譜一質(zhì)譜法（ＨＳＧＣ一ＭＳ）、吹脫捕集氣相色譜一質(zhì)譜法（Ｐ＆Ｔ—ＧＣ—ＭＳ）等］。此外還有分光光度法和滴定法等其他方法。

 

②半揮發(fā)性有機(jī)物通常指沸點(diǎn)為170-350℃，蒸氣壓為10-7～0.1ｍｍＨｇ的一類有機(jī)物，它們能在氣相和空氣中的固相顆粒物之間形成一定的平衡。ＳＶＯＣｓ包括多環(huán)芳烴、氯苯類、硝基苯類、鄰苯二甲酸酯類、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、亞硝基胺類、苯胺類和苯酚類等化合物。
這類化合物如果與人長期接觸，會造成人體慢性中毒，引起癌癥，會直接影響到生殖和中樞神經(jīng)系統(tǒng)·甚至導(dǎo)致死亡。此外，還會對環(huán)境有嚴(yán)重危害，并對水體可造成污染。

水中有機(jī)物預(yù)處理方法

水中污染物檢測五種前處理方法匯總！
水中有機(jī)物含量較低，要想得到準(zhǔn)確的測定結(jié)果，除了需要靈敏度和精密度高的測定儀器和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)外，待分析測試組分的預(yù)處理是分析檢測過程的關(guān)鍵步驟。預(yù)處理的目的就是排除基體的干擾，同時(shí)在富集過程中除去大量水分，使微量（或痕量）的待測有機(jī)物濃縮，這樣才能滿足測定的要求。根據(jù)被測組分的性質(zhì)和富集的基本要求采用不同的方法進(jìn)行富集。

1.吹掃捕集法：以惰性氣體將水樣中揮發(fā)性有機(jī)物吹人裝有吸附劑的捕集管中，然后加熱捕集管，反吹解吸，解吸出的有機(jī)物進(jìn)入氣相色譜儀進(jìn)行檢測。該方法具有不使用有機(jī)溶劑、取樣量少、富集倍數(shù)高、受基體干擾少等優(yōu)點(diǎn)。商品化設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動化，集樣品分離、富集、進(jìn)樣于一體。吹掃捕集法的實(shí)質(zhì)是一種動態(tài)頂空法。相比于靜態(tài)頂空技術(shù)，吹掃捕集時(shí)間短、靈敏度高，重現(xiàn)性好。此法對于沸點(diǎn)低于200℃、能被惰性氣體吹出的有機(jī)物如鹵代烴、芳烴、揮發(fā)性烷烴、烯烴和氯苯類化合物等有較好的富集效果，是目前在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的有機(jī)物監(jiān)測前處理方法之一。

2.頂空法：該法是根據(jù)氣液平衡分配原理結(jié)合氣相色譜發(fā)展出來的方法。具體做法是將樣品置于密閉體系中，保持恒定溫度，使其上部（頂端）的氣體與樣品中的組分達(dá)到相平衡，抽取上部氣體進(jìn)行樣品分析。頂空法適用于處理小分子量、低沸點(diǎn)（低于150℃）、易揮發(fā)的有機(jī)物（水中溶解度＜2％）。采用該法結(jié)合色譜選擇性檢測器，一般均可達(dá)到1×10-6g/L 的水平。該法不需特殊裝置，準(zhǔn)確性好，但受容器限制，樣品濃縮倍數(shù)少，使方法的靈敏度受到影響。而且，有限的頂部空間使每次取樣后頂部空氣濃度有所改變，影響了測量的精密度。若有合適的內(nèi)標(biāo)物，則可提高方法的精密度，是低分子量、易揮發(fā)物質(zhì)良好的富集方法。

頂空法一般又可以分為靜態(tài)頂空法和動態(tài)頂空法。靜態(tài)頂空法用于氣樣中被測組分含量大于氣相色譜檢測器檢測限的組分，動態(tài)頂空法實(shí)際上是疏水富集和頂空法相結(jié)合的方法，可用于氣樣中被測組分含量小于氣相色譜檢測器檢出限的組分測定。頂空法目前在我國、日本和歐洲應(yīng)用比較普遍。

3.液液萃取：液液萃取技術(shù)的工作原理是基于非極性有機(jī)物在水／有機(jī)溶劑相之間的平衡分配，在水相中加入一種與水不相溶的有機(jī)溶劑，經(jīng)過振蕩使待測組分進(jìn)入有機(jī)相，另一些不溶于有機(jī)溶劑的組分仍留在水中，從而達(dá)到分離富集的目的。該技術(shù)適用于提取和濃縮水體中的污染物。它可萃取各個(gè)沸點(diǎn)階段的有機(jī)物，尤其適宜分離、富集水中難揮發(fā)性和中等揮發(fā)性的有機(jī)物如農(nóng)藥、酚類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。

該法雖已使用多年，但因其回收率高、方法簡便、成熟，現(xiàn)在仍為水樣前處理中的常用方法。該法所用溶劑應(yīng)純化，否則溶劑雜峰會干擾測定。操作過程中有機(jī)溶劑與水樣的比例大約為1:10，因此需要大量溶劑。由于在后續(xù)操作中，溶劑要蒸發(fā)到大約1mL，因此溶劑本身的沾污問題比較嚴(yán)重，需要嚴(yán)格而又十分繁瑣的溶劑凈化過程。

4.固相萃取法：固相萃取技術(shù)是將固定相（極性吸附劑、鍵合型吸附劑、離子交換劑等）充填于小型塑料管內(nèi)，構(gòu)成一次性小型色譜柱，將樣品液用注射器注入小柱中，然后用適當(dāng)?shù)娜軇⒈粶y物洗脫下來，其他的干擾物質(zhì)則留在柱上。固相萃取法是水中痕量有機(jī)物富集的理想途徑。它的最大特點(diǎn)是對水的吸附非常小，而對大多數(shù)特別是極性較小的有機(jī)物的吸附平衡系數(shù)非常大。SPE 法的優(yōu)點(diǎn)是處理水樣量大（一般幾百毫升至幾升），從而使檢測的靈敏度大大提高。

經(jīng)常使用的固定相為C18吸附樹脂，在中性條件下，C18固相萃取柱主要提取非離子疏水有機(jī)物。實(shí)際使用時(shí)，也可以分別將水樣調(diào)整到pH2、pH7和pH12，分別提取有機(jī)酸、非極性有機(jī)物和有機(jī)堿。雖然固定相為C18的小柱對大部分有機(jī)物的回收率較高，但針對分析的目標(biāo)物質(zhì)來選擇小柱，可以進(jìn)一步提高回收率。由于固相萃取技術(shù)已經(jīng)商品化生產(chǎn)，不需要繁瑣的凈化程序，應(yīng)用時(shí)的操作過程相對簡單，節(jié)省勞力。

5.固相微萃?。⊿PME）：固相微萃取主要針對揮發(fā)或半揮發(fā)有機(jī)物進(jìn)行采樣，與一個(gè)安裝在氣相色譜進(jìn)樣器前的熱揮發(fā)裝置配套，直接進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)污染物分析定量。固相微萃取的最大優(yōu)點(diǎn)是不需要有機(jī)溶劑來萃取或洗脫，采樣是以被動方式進(jìn)行的，需要將SPME器件浸在水中或處于頂空位置，并達(dá)到液／固或氣／固平衡后取出。根據(jù)有機(jī)物在SPME／水（或氣）中的分配系數(shù)來進(jìn)行目標(biāo)物在水中濃度的定量。