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水质中挥发性有机物的分析与检测

发表时间：2021/6/10 来源：《基层建设》2021年第6期作者：陈雪姣

[导读] 摘要：现阶段，随着工业建设的不断发展，导致我国水中挥发性有机物的污染问题日益突出，必需采取措施对其进行有效的治理，而分析与检测是治理水中挥发性有机物污染不可缺少的过程。

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        摘要：现阶段，随着工业建设的不断发展，导致我国水中挥发性有机物的污染问题日益突出，必需采取措施对其进行有效的治理，而分析与检测是治理水中挥发性有机物污染不可缺少的过程。因此，我们必需做好检测方案，掌握挥发性有机物的特点，根据其特点制定可行的技术方案，确保检测工作顺利开展，保证检测工作的质量。下面就水中挥发性有机物的分析与检测进行简要阐述。
        关键词：水；有机物；检测；水质；挥发性有机物；检测分析方法
        在经济的发展过程中，因为污染物的排放和其他污染，水中挥发性有机物的含量已经严重危害到了人们的生活健康。导致VOCs含量较高的原因主要有工业废水的排放、污水处理不到位或者不处理等行为，这些污染源对水环境质量造成了严重的破坏，对环境的可持续发展和人体的健康安全都造成了威胁。对VOCs的监测方法有很多种，目前被列入监测系统的VOCs在美国有56种，在欧洲有30多种。
        1环境水中挥发性有机物的采集方法
        1.1容器采集法
        容器采集法主要是针对一些浓度相对较高的污染物，由于这种采集方法过于简单，通常收集容器主要是塑料瓶、聚乙烯瓶以及玻璃容器等，这也使得采用这种方法在一定程度上可降低采集成本，但是如果选用塑料瓶作为采集容器又极易出现污染物渗透的状况，致使采集的污染物受到损耗，进而影响到样本研究的数据产生相应的变化，而采用聚乙烯瓶作为收集容器则会导致聚乙烯瓶内部黏附少量样本，这会使检测样本量减少，也会影响到最终的监测数据。
        1.2液液萃取法
        液液萃取法又称溶剂萃取或抽提。用溶剂分离和提取液体混合物中的组分的过程。在液体混合物中加入与其不相混溶（或稍相混溶）的选定的溶剂，利用其组分在溶剂中的不同溶解度而达到分离或提取目的。液-液萃取常用于样品中被测物质与基质的分离，在两种不相容液体或相之间通过分配对样品进行分离而达到被测物质纯化和消除干扰物质的目的。在大部分情况下，一种液相是水溶剂，另一种液相是有机溶剂。可通过选择两种不相容的液体控制萃取过程的选择性和分离效率。在水和有机相中，亲水化合物的亲水性越强，憎水性化合物将进入有机相中的程度就越大。通常，分析化学家首先在有机溶剂中分离出感兴趣的被测物质，然后，由于常用的溶剂具有较高的蒸气压，可以通过蒸发的方法将溶剂除去，以便浓缩这些被测物质。
        液-液萃取技术利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的。Nemat分配定律指出：物质将分配在两种不混溶的液相中。如果以有机溶剂和水两相为例，将含有有机物质的水溶液用有机溶剂萃取时，有机化合物就在这两相间进行分配。在一定的温度下有机物在两种液相中的浓度比是一常数：
        KD=CO/Cab
        式中，KD是分配系数，co是有机相中物质的浓度，Cab是水相中此物质的浓度。有机物质在有机溶剂中的溶解度一般比在水相中的溶解度大，所以可以将它们从水溶液中萃取出来。分配系数越大，水相中的有机物可被有机溶剂萃取的效率会越高。但是，在许多的样品体系中这些物质的分配系数差别较大，使用一次萃取是不可能将全部物质从水相中移入有机相中。
        1.3固相微萃取法
        这种方法是一种比较新的采集方法，由于能够实现采集、浓缩一体化操作，所以相对于传统技术而言，在生产效率上有明显的提升与进步，而且能够节约人力在检测工作上的应用，让测定工作准确、快速的发展目标得到初步的实现。这种测量设备的结构主要由萃取探头与手柄两个部分组成，探头用于测量中水样本的收集，只需将其直接暴露在待检测的水中就能实现自动化测定样本的收集，在自动采集工作完成之后还需要手动将探头收入设备内部。由于探头在设计上采用了PDNS为涂层，所以在对挥发性有机物的收集与亲和上有明显的提升。在后续的设备改进工作中，为实现应用范围的进一步扩大以及测量针对性的进一步细化，探头设计在涂层上有更多的选择。
        2环境水中挥发性有机物的检测方法
        2.1气相色谱-质谱法
        气相色谱-质谱法主要是用于对未知气体进行定性和定量的分析处理，它主要对样本所含成分、种类及含量进行检测和分析，进而获取有效的样本数据，但是选用这种检测方法在采样及运输过程中会有一定的难度。除此之外，在对样本进行预处理时，尤其是成分较为复杂的样本，在消耗大量人力、物力的同时，还会消耗大量溶剂，并且在进行检测时，其还具有滞后性。

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在采用气相色谱-质谱法进行样本检测时，一定要尽可能地避免影响最终数据的影响因素，进而提高检测数据的准确性，提高检测质量。
        2.2质子转移反应质谱法
        由于质子转移反应质谱法在进行水中挥发性有机物的检测中具有操作简单、所需检测时间短的特点，所以其得到了广泛运用，此外，这种检测方法还能提高数据分析的灵敏度，进而提高整体的检测效率，因此也广受研究者的依赖。它主要是将挥发性有机物电离成单一的离子，从而对其进行有效识别，但是它无法对同分异构体的有机分子进行有效识别，所以也存在一定的弊端，因此，在进行挥发性有机物的检测时，应当意识到此方法的缺陷，在综合考虑的情况下选择最佳方法。
        2.3高效液相色谱法
        高效液相色谱法是在自动化技术的发展下产生的，具有高压、高效等优势，它通过液相色谱与质谱的连接能提高数据分析能力，而且也能鉴定出较为复杂的样本中的微量化合物。除此之外，检测后的样本结构不被破坏，还可再次回收，它检测的灵敏度很高，能有效分析出样本成分。另外，高效液相色谱法主要是采用紫外检验以及荧光检验等方法，从而扩大检测范围，提高对样本数据检测的精确度，为制定相应的改善措施奠定了基础。
        3环境水中挥发性有机物检测分析应注意的问题
        3.1环境监测问题
        在对环境水中的样本进行检测时，常会由于多种因素的影响而导致样本数据出现异常，进而对最终的研究结果产生不同程度的影响。如果样本检测在一定的范围内，数据差异较大则会产生数据异常的状况，从而使得检测样本的实际结果难以得到准确的数据，进而也就无法反映出环境质量优劣。为了有效提高环境水中挥发性有机物的检测水平，检测人员就必须综合考虑样本自身的影响因素以及人为影响因素，选择恰当的检测方法，并制定相应的措施来避免影响因素的产生，从而提高挥发性有机物检测数据的准确性。
        3.2有机物样本采样误差
        有机物采样误差指的是在进行挥发性有机物样本采样时，会由于样本极易受到外界因素和人为因素的影响，从而使得检测员在进行样本检测时出现样本数据异常的状况，导致研究数据与实际样本数据间存在巨大的差异，而这种差异也将影响到最终的样本检测结果。例如，在对废水样本的采样时，常会因为采样容器、采样点位的不同，导致样本浓度发生巨大差异，这也将导致最终检测数据与实际数据存在很大的差异。因此，为了有效提高环境水样检测数据的准确性，就需要在完成样本采集后，进行妥善保存，回到实验室进行检测工作。
        3.3异常检测数据
        在对环境水中的挥发性有机物样本进行检测时，如果检测的数据出现异常，则必须进行重测，而且还需要将数据详细地记录下来，以便后续对该数据进行有效分析，这能提高检测数据的真实性及可靠性，并能对检测的数据进行及时处理，为后续工作的开展奠定基础。另外，检测员在工作中要意识到只有真实的数据才能推动工作的开展，才能了解到环境质量的真实状况，才能对于其中的问题采取针对性的解决方案，促进环保工作的进一步展开。
        3.4GC与GC-MS
        GC具有速度快、使用范围广等优点，能够对物质进行定量的分析，GC-MS还可以对没有进行分离的色谱峰进行分析，其结果的准确度较高，得出数据较为准确，可以代替其他色谱检测器的工作。在工作性能上，该种检测方法可以同时检测到未进行分离的色谱峰，所以能够满足更多的测量工作要求，成为痕量物质测量中最为常用的测量方法。随着该项测量技术自身的应用与改进，其最低测量浓度逐步降低，目前可达0.2pg~0.6pg，而且在大量实验的基础上也得出了其最佳取样条件，处于最佳工作状态的设备测定精确率不仅能始终保持在稳定状态，还能得到进一步的提升。
        4结语
        综上所述，检测VOCs技术一般集中在分析上，防止采样过程VOCs的挥发，提升样品纯度已成为分析技术的关键内容，更是今后的研究趋势。因此，相关人员要加大研究力度，提升VOCs检测水平，为我国的水环境检测事业做出更多贡献。
        参考文献
        [1]姜晓云.关于室内水中挥发性有机物污染的检测分析[J].中国科技博览，2016（29）：244-244.
        [2]吕天峰，张宝.水污染事故中半挥发性有机物应急检测方法研究[J].环境检测管理与技术，2016（2）：223-224.
        [3]封跃鹏，房丽萍.便携式气相色谱质谱测定水中挥发性有机物再现性和准确度研究[J].中国环境检测，2016（6）：117-122.