环境有机污染物检测技术及其应用

陈娟

摘 要：经济发展与环境保护之间的平衡一直是社会核心问题，尤其是近年来发展速度加快，环境有机污染问题愈加严重。要解决环境有机污染，自然是要对污染对象进行检测分析，进而采取针对性措施，相关的检测技术和应用发展尤为关键，笔者就相关问题展开探讨。

关键词：环境有机污染物;检测技术;应用

环境有机污染物检测技术随着科技进步已经发展的日趋成熟，其研究对象主要是经济生产中排放入环境中的各种带有污染性质的有机物。这些污染物会对人类健康直接或间接的带来危害，而且是持久性伤害。有效的发展和应用环境有机污染物检测技术可以及时发现潜在危险因子并作出防范措施，从而将污染带来的影像控制在最小范围。

1、检测意义

有机污染物给环境带来的污染是持续性的，而且具备一定的隐蔽性。有机污染物很容易与环境中的其他物质互相结合作用，其成分往往较为复杂，通常是以混合物的形态存在。在对其进行鉴别时存在很大的难度。有机污染物检测技术及应用可以很精准的判断出目标区域内的物质成分及含量，可以帮助快速有效的判断是否存在污染以及污染程度如何。为接下来的针对性环境保护方案的制订和实施带来极大的参考价值。为切实改善环境，保障国民身体健康做出了巨大的贡献，其意义不可谓不重大。

2、样品处理

2.1     采样

有机污染物的依附环境状态主要有气态、液态和固态三种类型。对于存在于空气以及废气之中的有机污染物通常会采用富集采样法和直采法两种。对于低浓度的样品，其存在于气态环境中的占比非常小，如果直接采集气体整体，其中存在的有机污染物样品含量过低，不利于接下来的检测。因此通常会使用有溶剂和填料进行吸附收集，这样就可以得到浓度较高的样品了。而对于浓度较高的样品，则会直接采用针筒、罐子和气袋进行收集采样。

2.2     处理

有机物样本在采集到之后，并不能直接用于检测，还需要进行处理。对于溶液中不同物质的分离，要使用分液漏斗进行萃取处理。也可以利用固相吸附剂对目标液体样品进行选择性的吸附。然后将得到的不同成分通过选择性溶剂进行洗脱处理。这样可以得到分离度高和纯度高的纯化物质，是比较成熟的一种处理技术。对于固态有机污染物样本，较为常用的处理技术是索氏抽提法，是将固态的有机物样本放入提取液之中长期浸泡。利用虹吸原理和溶剂回流原理使得固态样本中的物质逐渐分离出来。当然，很多的处理技术由于步骤较多，操作较为复杂，很容易将杂质带入到最终的分离样品中。为了避免这种失误带来的检测结果失真，顶空自动进样技术被广泛应用起来。但是顶空技术由于是单一操作，灵敏度不足。吹扫捕集自动进样技术做了很好的补充，通过增加二次吸附和解析进一步提升了灵敏度。

3、技术应用

3.1     有机质谱法

该方法主要是通过电子撞击等方式将被测试样本打散成离子状态，利用不同离子之间质荷比不同的特点对其进行测量。这里要用到电磁学原理将目标物质撞散后的各部分离子态按照质荷比进行分离，再通过对不同部分的离子态进行测量得到离子强度，最终得到被测样本的具体成分结构和分子含量占比。比较常用的仪器为有机质谱仪，可以检测出目标有机物样本的物质結构、分子量、官能团构造、包含元素种类等信息，可以准确得到被测有机物的质量以及含量。一般按照工作原理可以分为磁质谱仪、飞行时间质谱仪和离子阱质谱仪等，按照工作效能则包括低、中、高三个分辨率档位。不同分辨率下，仪器的检测精度不尽相同，最高可达小数点后4位的精确度。 有机质谱仪的组成部分大致为进样系统、离子源、离子检测器和质量分析仪等。利用有机质谱法进行检测可以将检测单位缩小为物质的分子层面，其对目标样本分子构成和分子量占比的测定十分精确，这是其他检测方法无可比拟的。而且通过有机质谱法检测的速度非常快，只要几分钟甚至几秒钟就可以得到结果。其外，其通用性也特别高，由于检测对象是离子态的元素，所以所有能够被各种方法撞击成离子态的物质都可以被检测。

3.2     色谱法

色谱法也是较为常见的有机污染物检测法，其原理主要是利用不同物质在不同相态会具备分配上的选择性这一特点而对目标样本混合物进行物质层析分离并分别进行分析。通常会将混合物投入流动相对固定相中进行洗脱，混合物中不同的物质便会在固定相中以不同的速度进行移动，这种不同速度的移动最终导致不同物质之间的分离。色谱法对于复杂混合物的物质分离效率是很高的，通常只需要几十分钟甚至几分钟就可以将几十种甚至上百种性质相近的化合物进行分离。再通过不同物质的不同色谱表现来判定其物质性质和含量。从而综合判断该化合物中所含的不同物质种类和所占比重。此外，在检测精度上色谱法也有很大的优势，其检测下线甚至可以达到10-⑿g 的数量级。通常的检测只需要数纳升至数微升的样品就可以完成检测，样品损耗量非常微小。配合不同的检测器可以快速的在少量样品损耗的前提下完成多组分同时进行的分组分析检测。由于不同物质在特定条件下固定相中的移动速度固定，运用色谱法检测的样品成分结果选择性非常理想，而且极易形成自动化操作。但是色谱法在很大程度上对时间定性做了保留，对于被检测物质样品的定性结果存在一定程度的偏差，准确度不高，需要配合其他的定性技术来进行辅助性检测。常用的辅助定性检测技术为紫外检测、红外检测和核磁检测等。根据色谱检测法的检测目的一般会分为制备型色谱检测和分析型质谱检测两类。制备型色谱检测主要是为了制备目标检测样品的纯净分离物质。会对混合物进行分离操作，得到一定分量的纯净组分，如去离子水制备、天然混合物纯化制备、合成混合物纯化制备等。分析型质谱检测则是对目标混合物中每一个不同物质的成分性质以及含量和所占比重进行定性或定量分析。其检测的目标主要为纯化分离之后的各个单一的不同物质。

3.3     色谱 - 质谱联用法

介于色谱法和质谱法对于有机混合物的不同检测侧重点优势不同，将两者进行综合联用是惯用手法。其基本原理就是首先通过色谱检测技术对目标有机混合物进行物质分离操作，被分离后的不同物质再经由质谱检测技术处理成离子态，通过质荷比质量分析器分离检测，最终得出不同物质的具体构成结果，进而推断出目标有机化合物的物质构成以及不同物质的分量。这种方法大多被应用于目标有机化合物的物质构成复杂的情况。此时单纯的运用色谱检测法进行检测只能得到大致的物质构成，对于分离之后的单个物质分析存在较大的偏差，尤其是其检测目标还处于分子水平，很容易造成误差。而如果单纯的只运用质谱检测法进行检测，则直接将复杂的有机混合物打碎成离子态，原有机混合物中存在的大量不同物质在离子态下存在大量的同离子重叠，很难区分这些离子是来自哪些物质上的。在通过离子逆推判断物质成分时很容易造成差错。因此通过色谱法先进行物质层面分离，再通过质谱法对单个物质进行离子层面分离分析后，便可以得到准确的物质成分和分量信息。

结束语

总之，环境有机物污染在经济高度发展的今天一时难以完全根治，通过有效的有机物污染检测技术及时准确的发现和判断污染物成分和含量有助于环境治理方案的针对性部署。对有效改善环境意义重大。相关的检测技术及应用应当不断得到重视和发展。

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