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水監(jiān)測(cè)中有機(jī)污染物的檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用研究

2023-01-19 18:04劉林麗于夢(mèng)
當(dāng)代化工研究 2022年1期
關(guān)鍵詞:有機(jī)污染物水資源

*?jiǎng)⒘蛀?于夢(mèng)

(中國(guó)冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院測(cè)試中心 河北 071000)

有機(jī)物是造成水資源污染的一項(xiàng)重要因素,并且直接影響著人們的身體健康。因此,要想解決水污染問題,就應(yīng)當(dāng)加大水環(huán)境有機(jī)檢測(cè)力度,分析水資源有機(jī)物污染程度,根據(jù)污染程度采取合適的解決措施,以此保證水資源的質(zhì)量。但是,在有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用之前,應(yīng)當(dāng)先了解有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù),這樣可以有針對(duì)性將其運(yùn)用到水監(jiān)測(cè)中,以此保證有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的效果。

1.有機(jī)物污染前期處理技術(shù)

有機(jī)污染物在處理的過程中,一般都是采用液固萃取的方式,該方式主要是利用不同的溶液對(duì)當(dāng)中的有機(jī)物溶解度進(jìn)行分析,并且將待測(cè)的有機(jī)物進(jìn)行提取,以此分析有機(jī)物污染的程度[1]。同時(shí),該方式相對(duì)較為傳統(tǒng),隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展,很多新型的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,例如:超聲萃取技術(shù)、微波萃取技術(shù)等方面。但是,不管如何發(fā)展,萃取技術(shù)依舊存在,并且很容易發(fā)生溶劑需求量過大,所需要的萃取時(shí)間較長(zhǎng),萃取效率較低等問題。

2.有機(jī)污染物檢測(cè)萃取技術(shù)

(1)快速溶劑萃取方式。①快速溶劑萃取方式是有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)中常見的一種形式,通過利用該方式,可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成有機(jī)物的收集和化驗(yàn),大大提升有機(jī)污染物檢測(cè)的效率[2]。同時(shí),快速溶劑萃取方式的適用性較強(qiáng),在任何環(huán)境下都可以使用,例如:中性、酸性和堿性等環(huán)境,并且通過利用高溫和強(qiáng)壓的外界條件,對(duì)水資源中的有機(jī)物進(jìn)行的萃取,以此實(shí)現(xiàn)良好的萃取效果。②在采取快速溶劑萃取方式應(yīng)用的時(shí)候,需要注意的是在一個(gè)高溫的環(huán)境下,有機(jī)物的樣品分子運(yùn)行速度對(duì)相對(duì)較快,這樣會(huì)使其中的有機(jī)物呈現(xiàn)大范圍的擴(kuò)散。因此,在快速溶劑萃取的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)靜止一段時(shí)間,促使等到檢測(cè)的樣品呈現(xiàn)分離的狀態(tài),這樣可以在一定程度上保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效果。③快速溶劑萃取技術(shù)具有綠色節(jié)能的特點(diǎn),在具體實(shí)施的時(shí)候,僅僅需要一點(diǎn)溶劑就可以進(jìn)行大量樣品萃取,可以有效避免浪費(fèi)現(xiàn)象的產(chǎn)生,該方式的使用率相對(duì)較高。

(2)微波萃取方式。①微波萃取在有機(jī)物污染檢測(cè)技術(shù)中,屬于一項(xiàng)新型的萃取方式,該方式主要是根據(jù)電磁場(chǎng)的性質(zhì),將有效樣品中的有機(jī)物進(jìn)行提取和分離,這樣可以有效保證檢測(cè)的效果。同時(shí),微波萃取檢測(cè)的時(shí)候,需要結(jié)合樣品容量等實(shí)際情況進(jìn)行控制,這樣可以在一定程度上保證電磁波控制處于可控的范圍內(nèi),并且對(duì)樣品進(jìn)行內(nèi)外同時(shí)加熱處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)萃取的目的[3]。②微波萃取方式相對(duì)較為環(huán)保,并且在具體檢測(cè)的時(shí)候,對(duì)樣品直接進(jìn)行萃取處理,大大提升了萃取的效率,也避免了對(duì)其它化驗(yàn)試劑的消耗。另外,微波萃取的時(shí)候,樣品不需要處于干燥狀態(tài),因?yàn)闃悠分泻兴质遣粫?huì)影響其結(jié)果,這樣可以大大提升樣品檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

(3)索氏提取方式。索氏提取方式在有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)中也相對(duì)較為常用,并且索氏提取方式在實(shí)施的時(shí)候,一般分為樣品分解、吸收水分、提取、以及稱重方面。索氏提取方式在實(shí)施的時(shí)候,相對(duì)較為簡(jiǎn)單,檢測(cè)人員是不需要具有較強(qiáng)的專業(yè)性。另外,索氏提取方式在虹吸方面,其消耗的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。同時(shí),應(yīng)當(dāng)保證檢測(cè)室的通風(fēng)情況,并且室內(nèi)環(huán)境禁止有明火的存在,確保索氏提取方式實(shí)施的安全性[4]。

(4)吹脫捕集法。所謂吹脫捕集法,主要指的是把氨氣、氮水等等物質(zhì)引入到吹脫管之內(nèi)。因有機(jī)物有著揮發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn),所以需要實(shí)現(xiàn)有機(jī)物持續(xù)化吸附。在此過程中,需要一并對(duì)有機(jī)物加熱處理,于搜集管之內(nèi),把已經(jīng)被吸附的有機(jī)物與管壁脫離處理,在此過程中,還應(yīng)當(dāng)于氣相色譜設(shè)備之內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。針對(duì)在此其中的樣本,經(jīng)過線冷柱頭,能夠于脫管之中濃縮、冷凝有機(jī)物,提高溫度水平,保證順利完成該項(xiàng)工作。這種方式在實(shí)際應(yīng)用過程中,需要很多樣本,極易出現(xiàn)組分流失的不良情況。此類檢測(cè)方式限度小,方便實(shí)施。有關(guān)人員需要強(qiáng)化對(duì)于該項(xiàng)工作的重視度,就此提升該法的靈敏程度。

(5)分光光度法。該法主要指的是經(jīng)過獲取待測(cè)定物光吸收特點(diǎn),對(duì)其實(shí)施定性以及定量分析。現(xiàn)如今,分光光度法在諸多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。比如說環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)、制藥、地質(zhì)、冶金等。分光光度法能夠有效分析溶液之內(nèi)某類特定物質(zhì)濃度水平以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況。由此不難看出,應(yīng)用分光光度法可以對(duì)水體內(nèi)的有機(jī)污染物進(jìn)行有效檢測(cè),其也為水質(zhì)檢測(cè)工作中經(jīng)常被使用的技術(shù)?,F(xiàn)如今,隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)以及電子科學(xué)不斷進(jìn)展,在此背景下,高靈敏度以及多元配合物顯色體系也有所發(fā)展,進(jìn)而令分光光度法分析手段得以進(jìn)展。當(dāng)前所使用的分光光度法操作比較簡(jiǎn)單,分析有效率相對(duì)較高,其適合于更多品類污染物分析要求。

使用分光光度法在測(cè)定樣品過程之中,需要一并測(cè)定未知溶液以及標(biāo)準(zhǔn)化溶液的吸光度水平。在此之后比較兩者差異。由于吸收池厚度水平并不相同,各類濃度物質(zhì)的吸光度也存在差別,在此之后比較標(biāo)準(zhǔn)液的吸光水平,就能夠取得與之相應(yīng)的濃度。在開展實(shí)際測(cè)量工作之中,需要確定光波長(zhǎng)。這樣一來,能夠有效提升測(cè)量靈敏度,同時(shí)也可規(guī)避其他物質(zhì)所造成的干擾。而在開展水質(zhì)分析時(shí),應(yīng)用分光光度法對(duì)于測(cè)定某些有機(jī)物不失為一種高效且成熟的辦法。其為分析水體內(nèi)有機(jī)污染物重要的工具之一。

(6)氣相色譜法。該法為開展環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中常用的分析方式,屬于色譜基礎(chǔ)典型代表。氣相色譜法主要指的是應(yīng)用待測(cè)樣品與色譜柱內(nèi)固定相以及氣相分配系數(shù)差異,于色譜柱內(nèi)反復(fù)多次分配,實(shí)現(xiàn)分離。氣相色譜技術(shù)有著應(yīng)用樣本量少、高分辨率、高選擇性、高靈敏性以及分析速度快等優(yōu)勢(shì),進(jìn)而被廣泛應(yīng)用。尤其是針對(duì)容易揮發(fā)、沸點(diǎn)低樣本分析,效果更佳?,F(xiàn)如今,隨著學(xué)術(shù)界針對(duì)氣相色譜技術(shù)相關(guān)研究比以往更加深入,加上很多儀器設(shè)備技術(shù)更先進(jìn),由此衍生出了毛細(xì)管色譜柱。其與以往所應(yīng)用的色譜柱相比而言,分離度明顯更高。這種色譜柱針對(duì)于規(guī)格更小的物質(zhì)一樣能夠體現(xiàn)出良好的監(jiān)測(cè)效果。由此不難看出,最近幾年毛細(xì)管氣象色譜柱于水體污染物監(jiān)測(cè)之中占有舉足輕重的地位。此外不容忽視的是,氣相色譜還能夠同時(shí)和諸如MS、IR等檢測(cè)技術(shù)一并應(yīng)用,就此為水內(nèi)有機(jī)物污染物的測(cè)定提供了更為可靠的技術(shù)支持。

所謂質(zhì)譜法,主要指的是結(jié)合相關(guān)樣本中離子質(zhì)荷比用于分析的方式。應(yīng)用質(zhì)譜法完成檢測(cè)工作靈敏度更高,且這種方式的應(yīng)用不需要標(biāo)樣,其能夠通過已有的譜庫(kù)檢索用以確定分析樣本,另外也可以結(jié)合樣本質(zhì)譜圖所生成的特征峰,用以確認(rèn)相關(guān)分子結(jié)構(gòu)。但不容忽視的是,質(zhì)譜儀也有著一定弊端,比如說其無法分析混合物。基于這種情況,在開展實(shí)際環(huán)境監(jiān)測(cè)過程之中,單獨(dú)使用這種方式開展有機(jī)污染物檢測(cè)的案例比較少,更多時(shí)候是將其與氣相色譜等方式聯(lián)合應(yīng)用。氣相色譜-質(zhì)譜的聯(lián)合使用除卻結(jié)合其各自優(yōu)點(diǎn)之外,同時(shí)也能夠彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。應(yīng)用這種辦法對(duì)水內(nèi)有機(jī)污染物樣本進(jìn)行分析靈敏度更高,且分析速度更短。這種方法尤其適合多組分混合物內(nèi)未知成分的定性以及定量分析。此外,其在化合物分子結(jié)構(gòu)判定中也能夠取得不俗效果。從當(dāng)前的情況來看,中國(guó)部分地區(qū)水體污染情況相當(dāng)嚴(yán)重。其內(nèi)部含有大量有機(jī)污染物。有的污染物含量比較低、成分復(fù)雜。應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用可以對(duì)被污染的水分加以科學(xué)分析以及監(jiān)測(cè),其為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中相當(dāng)重要的分析工具之一。

3.有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)的具體運(yùn)用

在掌握有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)的各項(xiàng)內(nèi)容以后,就需要有針對(duì)性對(duì)有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用,主要是通過有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)分析水資源中所含有有機(jī)物的污染程度,并且基于此進(jìn)行有效的解決。那么,有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)的具體運(yùn)用內(nèi)容如下。

(1)樣品的準(zhǔn)備。有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)在運(yùn)用的時(shí)候,先要考慮樣品的準(zhǔn)備工作,做好該方面,可以為后期的檢測(cè)工作,提供相對(duì)便利的條件。在樣品準(zhǔn)備的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)從的以下幾個(gè)方面展開。

①根據(jù)對(duì)水資源的調(diào)查結(jié)果,可以利用安瓿瓶中典型揮發(fā)性有機(jī)物各組分化合物配制濃度為15μg/mL,并且在檢測(cè)的時(shí)候,所使用的濃度應(yīng)當(dāng)為60μg/L。同時(shí),在樣品采取的時(shí)候,需要準(zhǔn)確的稱量10種化合物,并且將其置于25mL的棕色容量瓶中,再通過甲醇完全溶解。溶解以后需要將其移至到已經(jīng)加入1500mL甲醇的2000mL棕色容量瓶中,并且需要進(jìn)行混勻,這樣可以保證有機(jī)污染物檢的效果。

②需要將2000mL棕色容量瓶中溶液樣品到特定的儲(chǔ)液瓶中,并且需要將其放置到冷凍柜中,其時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在1h左右。另外,在冷凍完成以后,需要小心的取出,并且再次進(jìn)行搖勻處理。同時(shí),在搖勻以后需要將其放置在棕色玻璃安瓿瓶?jī)?nèi),以便后期檢測(cè)使用。

③其實(shí),從萃取效率的角度來說,主要對(duì)水資源進(jìn)行提取,如果樣品中含有大量的水分的話,這樣很容易影響有機(jī)污染物檢測(cè)的結(jié)果,其檢測(cè)效率也相對(duì)較低[5]。因此,在樣品準(zhǔn)備的時(shí)候,需要對(duì)樣品進(jìn)行干燥處理,常用的干燥方式有:干燥法、風(fēng)干法等,確保樣品的干燥性。但是,在樣品干燥處理的時(shí)候,一定不能采取選取硫酸鈉這種方法,主要是因?yàn)楹苋菀走m得其反,導(dǎo)致有機(jī)污染物的檢測(cè)的效果不是很理想,所以對(duì)該方面進(jìn)行控制和合理的選取是非常必要的。

(2)萃取劑的選取。在檢測(cè)樣品準(zhǔn)備完成以后,就需要進(jìn)行萃取劑的選取,選擇合適的萃取劑,可以大大提升有機(jī)污染物檢測(cè)的效果。那么,在萃取劑選取的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)注重以下幾個(gè)方面。

①通常在選取萃取劑的時(shí)候,主要是以緩沖劑、水等方面為主,但是一定不能選取硫酸、鹽酸等強(qiáng)酸類物質(zhì),否則就會(huì)對(duì)有機(jī)污染物的檢測(cè)造成嚴(yán)重的影響,其檢驗(yàn)結(jié)果存在著一定的偏差[6]。

②因?yàn)楦黜?xiàng)物質(zhì)在溶劑中存在相容的狀態(tài),所以在選取萃取劑的時(shí)候,選取的萃取劑極性則應(yīng)該和目標(biāo)化合物是較為接近,一般情況下是以石油醚、二氯甲烷等為主,這樣可以有效提升有機(jī)污染物檢測(cè)的效果。

(3)萃取。在萃取劑選擇完成以后,并且整個(gè)萃取劑裝滿萃取池的時(shí)候,需要根據(jù)實(shí)際情況,以及有機(jī)污染物檢測(cè)需求,適當(dāng)增加的壓力和溫度。同時(shí),在萃取池加熱以后,應(yīng)當(dāng)將萃取物向著收集瓶進(jìn)行輸送,并且進(jìn)行脫水。另外,在脫水完成以后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行色譜分析,根據(jù)色譜分析有機(jī)污染物檢測(cè)的情況,為解決水資源有機(jī)物污染問題提供了重要的支持。

(4)檢測(cè)。在萃取完成以后,可以將氮?dú)狻⒑馔ㄈ氪得摴苤?,并且通過利用氣相色譜設(shè)備完成檢測(cè)工作。但在檢測(cè)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)情況,隨時(shí)進(jìn)行加熱,這樣可以保證檢測(cè)效果。同時(shí),在檢測(cè)的時(shí)候,脫管生產(chǎn)的有機(jī)物應(yīng)當(dāng)進(jìn)行冷凝濃縮,并且在冷凝濃縮完成以后,在進(jìn)行有機(jī)物過柱、純化等過程中,從各個(gè)階段對(duì)水資源有機(jī)物污染進(jìn)行檢測(cè),這樣可以有效保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。另外,在有機(jī)污染物檢測(cè)的時(shí)候,需要時(shí)刻觀察各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的變化,并且對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理,形成報(bào)告以及數(shù)據(jù)曲線表,這樣可以更加直觀的顯示有機(jī)污染物檢測(cè)結(jié)果。

4.提升檢測(cè)效果的主要方式

為了保證有機(jī)污染物檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的效果,采取合適的方式方法是非常必要的,其方式方法的主要內(nèi)容如下。

(1)有機(jī)污染物的檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的時(shí)候,不僅需要有針對(duì)性的采取檢測(cè)方式,還需要明確檢測(cè)步驟,并且針對(duì)每一項(xiàng)的檢測(cè)步驟的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、詳細(xì)的記錄,這樣可以為后續(xù)的樣品提取提供參考[7]。

(2)注重檢測(cè)的環(huán)境因素,因?yàn)橐后w檢測(cè)具有一定的特殊性,并且液體的沸點(diǎn)可以跟隨周圍環(huán)境的壓力,產(chǎn)生較大的變化。因此,萃取的時(shí)候,需要對(duì)萃取環(huán)境中的壓力值進(jìn)行控制,這樣可以有效避免異常問題的產(chǎn)生。另外,需要對(duì)樣品加強(qiáng)質(zhì)量控制,嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)流程對(duì)水資源進(jìn)行抽取,選取具有代表性的樣品,這樣可以確保檢測(cè)樣品的準(zhǔn)確性,保證良好的有機(jī)污染物的檢測(cè)效果。

(3)有機(jī)污染物檢測(cè)的時(shí)候,需要對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查,避免在檢測(cè)期間設(shè)備產(chǎn)生異常,影響有機(jī)污染物的檢測(cè)效果。同時(shí),淘汰性能較差的設(shè)備,并且購(gòu)買新的設(shè)備,但是一定要對(duì)設(shè)備的質(zhì)量、性能等方面進(jìn)行研究,最大程度上滿足有機(jī)污染物的檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的需求[8]。另外,還需要與計(jì)算機(jī)設(shè)備聯(lián)合,提升有機(jī)污染物的檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的先進(jìn)性,并且減少檢驗(yàn)的失誤率,提升有機(jī)污染物檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

(4)全面強(qiáng)化人才隊(duì)伍培養(yǎng)。考慮當(dāng)前我國(guó)有機(jī)物污染實(shí)際分布狀況,有必要于相關(guān)區(qū)域內(nèi)創(chuàng)建污染物監(jiān)測(cè)部門,并避免重復(fù)性建設(shè)。積極創(chuàng)建區(qū)域交流共享平臺(tái)是非常重要的,在開展此項(xiàng)工作過程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)內(nèi)部資源實(shí)現(xiàn)共享化,在確保與資源充分使用的基礎(chǔ)之上,規(guī)避嚴(yán)重浪費(fèi)的不良情況。此外相關(guān)部門以及工作人員要對(duì)其中有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)設(shè)備細(xì)節(jié)進(jìn)行分析和研發(fā),同時(shí)制定有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液以及溶劑使用細(xì)則,減少實(shí)際建設(shè)成本。另外,相關(guān)部門必須加大針對(duì)工作人員培養(yǎng)力度,引領(lǐng)工作者掌握更多專業(yè)知識(shí),對(duì)內(nèi)部人員開展定期培訓(xùn)。另外也要保證培訓(xùn)技術(shù)方式多元化,在根本上令工作人員實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合應(yīng)用,確保有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)隊(duì)伍的工作水平以及素質(zhì)得以提升。

5.結(jié)束語

不管在社會(huì)的發(fā)展,還是在人們的日常生活中水資源都占據(jù)非常重要的作用。但是,水污染問題變得愈發(fā)的嚴(yán)重,尤其是有機(jī)物污染問題,所造成的影響是非常嚴(yán)重的。因此,在解決有機(jī)物污染問題的時(shí)候,一定要做好有機(jī)污染物的檢測(cè)方面,利用合適的方式,明確有機(jī)污染物的檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的步驟,采取合理的提升檢驗(yàn)方式,提升有機(jī)污染物的檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用的效果,保證檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性,為水資源有機(jī)物污染問題的解決,提供重要的檢驗(yàn)技術(shù)支持。

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