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生活饮用水中的VOCs 的监测分析研究

发表时间：2020/12/29 来源：《基层建设》2020年第24期作者：周南海

[导读] 摘要：生活饮用水是人类生活所必需的重要资源，生活饮用水是否安全与人类的生命健康息息相关，因此，保护生活饮用水的安全性是全人类共同关注的一项重要工作。

        山东省临沂市生态环境局莒南县分局山东临沂   276600
        摘要：生活饮用水是人类生活所必需的重要资源，生活饮用水是否安全与人类的生命健康息息相关，因此，保护生活饮用水的安全性是全人类共同关注的一项重要工作。生活饮用水主要来自于地表水，地表水在进行消毒杀菌处理中会产生一些挥发性有机物，这些挥发性有机物在一定程度上会危害人体健康，因此，为了保证生活饮用水的安全就需要人们对生活饮用水中的挥发性有机物进行科学高效地检测，鉴于此，本文对挥发性有机物的概念及对人体的危害性进行了简要介绍，并对当前我国生活饮用水中挥发性有机物主要的监测技术做了详细介绍，以期为生活饮用水VOCs 监测工作提供参考。
        关键词：生活饮用水；挥发性有机物；危害；检测方法；研究
        1 挥发性有机物（VOCs）概述
        VOCs 是挥发性有机物（volatile organic compounds）英文名称的简写，按照其化学性质来讲，挥发性有机物是一类分子量比较小的芳香烃与卤代烃物质的总称。目前，在世界范围中针对挥发性有机物的定义方式各异。世界卫生组织将标准大气压和室温环境下沸点在50～260℃之间，在饱和蒸气压力大于133.32Pa条件下，能够在空气环境中以蒸气形式存在的有机化合物划分为挥发性有机物。欧盟将20℃条件下蒸气压力大于10Pa的有机化合物划分为挥发性有机物。美国联邦环保署将一定条件下可以发生光化学反应的碳化合物划分为挥发性有机物，其中不包括一氧化碳、碳酸铵、金属碳酸盐等。德国将常温常压条件下任何具备自发挥发特性的有机物划分为挥发性有机物[1]。虽然目前世界范围内对挥发性有机物的定义没有达成一致，但这些定义方式的共同之处在于都认为挥发性有机物具有沸点低、易挥发和危害性的特点。
        2 我国生活饮用水中VOCs 概况及危害
        随着近年来我国城镇化和工业化发展，我国生活饮用水挥发性有机物污染问题日趋严重，我国生活饮用水主要来自于地表水，地表水在处理后无法将全部有机物去除，而且在消毒杀菌处理中还可能产生其他副产物，因此，一般在将生活饮用水处理之后其中依然含有一定程度的挥发性有机物。目前我国生活饮用水中的挥发性有机物主要有：苯、甲苯、苯乙烯、三氯甲烷等[2]。根据研究表明，VOCs 可以直接刺激人体呼吸系统，引起呼吸道黏膜受损，如果摄入人体，会对人体健康细胞产生毒性，长期作用有诱发健康细胞癌变的风险，因此，VOCs 是严重危害人体健康的一个重要元凶。VOCs 广泛存在于自然环境中，且成分非常复杂，随着近代人类工业发展和经济现代化建设，环境中VOCs 的浓度越来越高，成分愈加复杂，对人体健康和生态环境造成的威胁也越来越严重，目前，挥发性有机物广泛存在于我们的日常生活之中，其造成的污染不容忽视，相关部门已经对其引起了高度关注。
        3 我国生活饮用水中的VOCs 监测现状
        在当前我国现行国家标准规定的80个水质检测指标中，其中的26个属于挥发性有机物，当前在我国水质检测标准中，使用HJ639-2012对挥发性有机物进行检测，使用HJ 620-2011《水质挥发性卤代烃的测定/顶空气相色谱法》对生活饮用水中挥发性卤代烃进行检测，使用GB11890-1989《水质苯系物的测定/气相色谱法》对生活饮用水中的苯系物进行检测，由于HJ639-2012所包含的检测指标最为全面，可以检测的挥发性有机物种类最多，因此，该标准目前被广泛的应用于生活饮用水挥发性有机物的检测当中[3]。

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        4 生活饮用水中VOCs 的监测技术
        （1）气相色谱法
        在我国以往的生活饮用水挥发性有机物检测工作当中，由于很多检测站的经费有限，无力配置先进的气质联用检测仪，加之气相色谱仪的性价比比较高，而且又非常易于操作，因此，气相色谱检测仪在我国早期水质检测工作中应用最为普遍。其中氢火焰离子化检测器和电子捕获检测器在气相色谱仪中应用最多，这两种方法可以被用在对不同挥发性有机物的检测当中，氢火焰离子化检测器多用在对大部分挥发性有机物的检测中，但是因为氢火焰离子化检测器自身的灵敏度并不高，因此在痕量检测方面并不适用。电子捕获检测器虽然具有较高的灵敏度，但是一般只在含有电负性较高的挥发性有机物检测中比较适用，因此，电子捕获检测器所具有的针对性非常强，其主要应用在电负性较高的挥发性有机物的检测方面。氢火焰离子化检测器和电子捕获检测器存在相同的缺点，两种方法都不能对成分复杂的化合物进行检测，这也对气相色谱仪在挥发性有机物检测方面的应用范围扩展形成了一定制约。
        （2）气相色谱/质谱联用法
        气相色谱/质谱联用法是将气相色谱和质谱两者特点进行结合的检测技术，该方法可以对多种组分的有机物进行分析，与气相色谱仪相比，气相色谱/质谱联检测技术的检测灵敏度更高，检测结果更加精准，检测限量更低，气相色谱/质谱联用法能够实现对有机物的定性和定量检测分析，此外，气相色谱/质谱联用法还可以对物质的分子结构进行分析，对部分未知分子量也可以进行检测，尤其当检测样品中有机物浓度很低时，气相色谱/质谱联用检测技术也可以进行检测。由于气相色谱/质谱联用法相比气相色谱仪具有诸多优势，目前在水质监测中应用非常广泛。气相色谱/质谱联用法最突出的优势是能够进行全扫描和选择扫描，通过对检测样品进行全扫描获得物质的全扫描谱图，一般通过谱图检索可以实现对待检测挥发性有机物的定性，然后根据选择离子扫描获得的响应值便可以实现对待检测样品中挥发性有机物的定量分析。也可以先通过全扫描对有机物进行定性，再利用提取特征离子的方式进行定量。总之，通过单离子和多离子提取扫描有效结合的方式可以将检测灵敏度提高到非常高的水平。需要注意的是，在使用气相色谱/质谱联用法检测生活饮用水中的挥发性有机物时，需要对色谱柱的选择特别注意，目前我国主要使用的色谱柱有DB-5、DB-624、挥发性有机物专用柱和等效色谱柱等，其中以非极性色谱柱DB-5的使用范围尤为广泛，从而可以省去换柱的步骤[4]。
        5 结论
        生活饮用水中挥发性有机物检测与人民健康息息相关，目前，气质联用检测技术在检测精度、检测限制，定性和定量分析等方面均明显优于气相色谱技术，不论哪种检测技术，高效、精确、低检出限、环保以及联合检测是未来生活饮用水中挥发性有机物检测技术发展的方向。合理使用有关仪器检测饮用水的污染物可以准确掌握饮用水中的有机污染物的含量，对下一步进行处理和监测工作都具有非常重要的意义。研究人员需要不断的努力，将水质的监测工作做得最好。
        参考文献：
        [1]田丽，胡佳薇，王敏娟，等.陕西省生活饮用水中挥发性有机物含量的监测[J].中国卫生检验杂志，2017（21）：126-129+132.
        [2]房贤文，石仁德，魏巍.生活饮用水中挥发性有机物的几种检测方法[J].化工管理，2019（07）：45-46.
        [3]赵冰冰.生活饮用水中挥发性有机物的几种检测方法[J].资源节约与环保，2019（01）：36.
        [4]丁文波.吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定饮用水中52种挥发性有机物[J].中国卫生检验杂志，2018，28（18）：2185-2188+2192.