水体中有机污染物的前处理方法和检测技术

　　随着我国工业快速发展，水环境污染日益呈现出复合性和多元性特点，对水环境质量监测和污染诊断能力和水平有了更高的要求。具有生物累积性、高毒性和污染广泛性的有机污染物就是其中之一，有机污染物主要以微量、痕量或超痕量水平存在，需要配备先进仪器设备和具备较高专业素质的分析人员。我国是化学品生产和消费大国，在减少和消除有机污染物排放方面面临前所未有的挑战。因此，加快建立与工业经济发展水平相适应的水环境中有机污染的监测分析方法体系是目前我国环境监测领域的重要任务。

　　一、水体中有机污染物监测现状

　　早在20世纪80年代初期，工业发达国家就开始建立有机污染物的监测方法体系，其中美国是最早研究水资源有机物污染和检测技术的国家。20世纪中期美国《清洁水法》就将多达114种有机污染物列入法案，并明确规定了有机污染物的严格检测。随后，欧洲等发达国家也开始逐步制定相关的水资源污染物的相关法律法规，细化污染物的种类及危害，确保水资源健康安全。经过几十年的实践和不断修订，国外的有机污染物监测标准和质量保障体系日臻完善。我国环境监测重点在很长一段时间都是以COD、BOD、营养盐和重金属含量为主，并把这些监测项目作为水体质量评价重要指标。由于我国对有机污染物的重视度不够，导致有机污染物检测技术研究发展缓慢，起步较晚。只是在经济快速发展的新形势下，水环境中有机污染物污染问题日益严重，有机污染物检测技术的重要性才逐渐凸显。随后，我国开始积极引进先进的仪器设备和汲取借鉴成功的检测经验，并加大对环境有机污染物检测技术研究的投入。近十年来我国环境中有机污染物的监测取得了积极进展，各省、市站都配置了许多先进的有机污染物分析测试仪器，如气相色谱仪、液相色谱仪、气相色谱质谱仪等，开始了较高水平的有机污染物监测分析工作。

　　二、水体中有机污染物前处理方法

　　2.1 液液萃取法

　　液液萃取法是水体中有机污染物最经典的萃取技术，也是早期有机污染物监测中常用的前处理技术。它主要是通过向样品中加入有机溶剂，利用有机污染物在水相-有机相两相中分配系数不同来实现有机污染物的提取或分离。使用液液萃取法处理水体中有机污染物的关键在于有机萃取溶剂的合理选择。合适的有机溶剂可以提高萃取效率，因为一方面萃取剂对有机污染物具有一定的选择性，从而可避免环境基质中其他物质对富集的干扰，另外一方面有机污染物在萃取中会具有较高的分散系数。同时，在实际操作过程中，也需要对水样的离子强度和pH值、有机相与水相的相比等因素进行充分的考量。液液萃取法具有操作原理相对简单，无需特殊的仪器设备，适用范围广泛，经过多次萃取可得到较高的回收率等特点，目前被我国、美国、欧盟等所建立有机污染物的标准分析方法所采用。但该方法耗时较长，不易于自动化，样品量大的时候相应地需要大量的有机溶剂进行处理，会容易对环境造成二次污染。在提倡绿色环境友好的今天，多种简便快速的有机污染物萃取技术应运而生。

　　2.2 固相萃取法

　　固相萃取法的原理是用固体物质作为萃取剂对水样中的有机污染物进行提取，再通过选择性吸附、选择性洗脱的方式，对样品中目标组分进行富集、分离、纯化的过程，实现了提取、富集、净化一步同时完成。该方法具有操作简单、溶剂损耗少、可实现自动化操作、方法的准确度和精密度也相对较高等优点。目前，随着固相填料和新涂层的推陈出新，其应用范围日益广泛，在很多情况下固相萃取法已取代了传统的液液萃取法。

　　2.3 固相微萃取法

　　固相微萃取法是在固相萃取法的基础上发展起来的，它主要是通过具有高分子固定相涂层的萃取头，对目标物进行萃取和富集，是集取样、萃取、富集、进样于一体，全过程无需消耗溶剂的前处理方法。该方法具有环境友好、所需时间短、操作简便、选择性高等优点，它克服了传统萃取法的多种缺点。此外，固相微萃取还可以与气相色谱、液相色谱、气相色谱质谱等多种分析检测技术进行联用，因此在国内外应用范围也非常广泛。

　　2.4 吹脱捕集法

　　有机污染物通常分为挥发性有机物和半挥发性有机物两大类，液液萃取法、液相萃取法、固相萃取法、固相微萃取法等主要应用于水体中半挥发性有机物的前处理。吹脱捕集法主要应用在水体和土壤中挥发性有机物的预处理，它的原理是通过吹脱管用氮气(或氦气)将水样中挥发性有机物连续吹出来，通过气相转移吸附在捕集管中，待水样中的挥发性有机物全部吹脱出来后立即结束吹脱工作，并迅速加热捕集管，将捕集管中挥发性有机物热脱附出来，进入气相色谱仪或气相质谱联用仪。气相色谱仪采用在线冷柱头进样，使热脱附的有机物发生冷凝和收缩，然后采取快速加热的方式进样。与其他水样预处理方法相比较，该方法具有方法灵敏度高、样品用量少、组分损失少、不需要有机溶剂、无溶剂污染、检出限低、操作方便快捷等特点。目前该方法在我国省、市环境监测站检测水中挥发性有机污染物，已得到广泛的应用。

　　随着科学技术的发展，分析人员希望使用的前处理方法更加快速便捷，消耗更低，环境更友好，一些新的检测技术得以发明及应用，如超临界流体萃取、浊点萃取等。

　　三、水体中有机污染物检测技术

　　色谱法又称色谱分析、色谱分析法、层析法，是一种将混合物分离为单独化合物组分的分析技术，目前是检测环境中有机污染物一种较为常见的分析方法，它是利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同物质在固定相移动速度不同，最终达到分离的效果。色谱法具有分析速度快、分离效能高、灵敏度高、适用范围广等优点。

　　色谱法按流动相种类不同，主要分为气相色谱法(GC)和液相色谱法(LC)。气相色谱法的流动相是惰性气体，通常为氮气和氦气，固定相一般为聚硅氧烷，主要适用于具有挥发性、低沸点、热稳定性好的有机污染物的分析，目前气相色谱法常见的监测器有氢火焰离子化检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)、火焰光度检测器(FPD)、质谱检测器(MSD)等，针对不同的样品和分析物要正确选择不同的检测器。液相色谱法流动相是液体，它弥补了气相色谱法对高沸点有机物分析的局限，在已知的300万种以上的化合物中，具有挥发性、适合气相色谱分析的仅占20%左右，而近80%的化合物均属于低挥发性、易受热分解或者属于大分子化合物，这些化合物皆适合于液相色谱分析。液相色谱法常见的检测器有紫外检测器(UV)、荧光检测器(FLR)、质谱检测器(MSD)等。其中以GC/MS、LC/MS检测效果最佳，联用技术囊括了气相色谱法和液相色谱法的优点，并对二者存在的不足之处进行弥补，有机污染物的定性与定量可以同时完成，检测结果准确可靠，目前是国际上普遍接受的检测方法。

　　四、结语

　　随着环境污染问题的加重，国家环保法律法规的也不断健全完善，列入监测目标的有机污染物也越来越多，且有些有机污染物在环境中浓度较低，属痕量和超痕量级别，我国目前有机污染物分析工作远远跟不上形势发展的需要。为使有机污染物监测数据更具可靠性和权威性，急需加快有机污染物检测技术的研究，加大人力物力的投入，全面提高有机污染物检测的高效性和精确性，建立适合我国国情的有机污染物监测规范和分析方法标准。(来源：广西壮族自治区海洋环境监测中心站)