水环境中有机污染物的监测.docx
水环境中有机污染物的监测水环境中的有机污染物进行监测是我国环境监测领域的重 要局部，所得的监测分析结果可为水环境污染的治理与水质改 善提供依据。水是人类赖以生存的基础资源之一，不止人需要水，动物 和植物同样离不开水，所以保护水资源环境不受污染显得尤为 重要。在地球上，水占70%以上，而淡水仅占总水量的2. 7%左 右，且绝大局部为深度在地下750nl以下的地下水，能够被利用 的淡水资源相对较少，主要为河流、湖泊等水环境中的淡水资 源以及埋深较浅的地下水资源，仅为淡水总量的1%左右，并且 还有不断减少的趋势。如果水环境遭到有机物污染，那么会对利 用造成影响。水环境中有机污染物的主要来源有机污染物可细分为天然和人工合成两大类，二者的形成 原因有所区别。其中，天然有机物是自然循环的代谢产物，比 较常见的有藻类、木质素以及腐殖质等。局部有毒有害的污染 物会将天然有机物作为附着的载体，它们借助地面径流进入水 环境中。而人工合成类有机物的种类要远远多于天然类，这部 分有机物会通过各种生产活动及人类的日常生活进入水环境 中，从而对河流水系、地下水造成污染。水环境有机污染物的 主要来源为工业生产过程中排放的废水、生活污水、农药残留 等。有机污染物进入水体，不但会对水环境造成污染，而且会 对自然生态环境的平衡造成严重破坏。有机污染物的特点及危害水环境中的有机污染物具有如下特点：污染源比拟多，分 布范围广，污染物成分十分复杂且种类较多。大量污染源通过 多种途径进入地表和地下水环境，导致水环境的有机物污染变 得越来越严重。截至目前，原水中检测到的有机污染物已经超过2500种, 其中具有代表性的有以下几类：多环芳姓类、多氯联苯类、邻 苯二甲酸酯类、酚类、醛类以及农药等。在水环境中，绝大多 数的有机污染物都很难被生物降解，因其在水体中的分布比拟 广泛，所以即便通过净化的方法进行处理，也或多或少地会有 所残留。生物积累性是水环境中有机污染物具有的一个共性特 征，尽管浓度不高，但它们能够借助食物链完成富集，由此会 对整个生态环境和人体健康带来危害。因此，有必要对水环境 中的有机污染物进行监测，为水环境的治理和改善提供依据。常用的监测方法目前，在水环境有机污染物的监测中，较为常用的方法有 气相色谱质谱法、液相色谱质谱法等。1、气相色谱质谱法气相色谱质谱法简称GC-MS,是气相色谱法与质谱法联用 的一种方法，气相色谱质谱联用仪是该方法的主要仪器设备。 当具有多组分的混合样品进入色谱柱后，因吸附剂对样品中各 个组分具有不同的吸附能力，所以经过一定时间后，样品中各 个组分在色谱柱上的运行速度会出现明显的差异，一些吸附力 比拟弱的组分会被解吸下来，离开色谱柱进入检测器内，局部 具有较强吸附力的组分很难被解吸，最后会离开色谱柱，使得 各个组分在色谱柱中完成别离，并按照一定的顺序进入检测器 内。气相色谱质谱联用仪具有如下特点：别离能力强；对未知 的化合物具有鉴定能力；仪器本身采用的是生态运行模式，由 此可降低待机时的能耗及不必要的载气消耗；具备实时采集功 能，可获得准确的定量结果。正因如此，该方法在环境保护等 领域得到广泛应用。2、液相色谱质谱法液相色谱质谱法简称LC-MS,其以液相色谱对样品进行分 离，并以质谱对别离后的样品进行检测，液相色谱质谱仪是该 方法主要的仪器设备。液相色谱仪会对样品中各组分进行分 离，经相应接口导入质谱仪内，通过电子轰击离子源后，会生 成具有一定质荷比的碎片离子，这些碎片离子可由质量分析器 别离后进行检测，然后利用计算机系统处理所得的检测结果， 便可得到样品中单一组分的质谱图，据此可对该组分的结构进 行鉴定。液相色谱质谱法具有如下优点：别离能力强，自动化程度 高，分析结果可靠。但是，其也存在一些缺陷，例如，需要在 样品组分进入离子源前进行溶剂去除，如果组分的沸点与溶剂 接近，便无法进行检测。同时，溶剂很难全部挥发，从而给分 辨增添了难度，这在一定程度上限制了该方法的应用。水环境中有机污染物的监测实例1、监测对象的基本概况本文选取万山湖作为研究对象，该淡水湖位于河南省郑州 市荥阳市境内，水域面积约为106.6hm2。受地形条件的制约， 该湖泊的流域水系呈现出放射状，整个流域内的水网密度相对 较大，相关资料显示，万山湖的主要水源为索须河。万山湖流 域内的自然生态环境特征具有较为明显的特殊性，随着城市化 进程的逐步加快，工业、农业、旅游业等产业快速开展，各类 水利工程兴建也产生一定的副作用，使得万山湖受到一定程度 的污染，富营养化趋势较为明显，由此对当地居民的饮用水安 全造成影响。相关监测结果说明，万山湖的入湖河流存在一定 程度的污染，其中索须河的污染比拟严重，超出了地表水环 境质量标准(GB38382002)的要求，氨氮是主要的超标指 标。2、有机物污染产生的原因调查发现，在万山湖的污染物中，有机物占比拟大，同 时，TN(总氮)和TP(总磷)均严重超标。导致万山湖水环境污染 的主要原因如下。(1)水域封闭万山湖仅有一个出水口，导致水域封闭，致使水体的交换 能力较差，造成大量有机物长期滞留于湖中，对水体造成污 染。(2)污染物注入万山湖流域内的产业结构较为复杂，以工业企业居多，工 业废水排放量较大，对湖泊水质造成一定的影响。除工业废水 之外，还有大量的生活污水排入湖中。不仅如此，农业生产 中，化肥和农药的施用量逐年增大，未被吸收和降解的农药、 化肥随地表径流进入湖中，进一步加剧了水环境的污染。3、有机污染物的监测分析针对万山湖中的有机污染物和水生生物体内的多环芳煌， 比照着运用GC-MS进行定量监测，并对监测过程中得到的信息 进行分析，为该湖泊水环境的污染防治提供依据。(1)试样采集。从湖中捕捞四种鱼类作为水生生物样本，编 号后，带回实验室进行冷冻保存；挥发性和半挥发性水样直接从 湖面0.5m以下进行采集。其中，挥发性水样通过预先净化处理 的采样器进行采集，并将采集的水样装入干净的瓶中，要保证 装满并进行密封。水样应在较短的时间内运回实验室进行冷 藏，温度控制在41。水样的采样点共计6处，以1#6#来表 示，分别为有机物污染较为严重的西半湖湖心区和5条污染较 为严重河流的入湖区。(2)试剂与仪器。本次试验使用的主要试剂有二氯甲烷、正 已烷、氯化钠、无水硫酸钠、三种标准溶液以及相关的替代物 等。试验仪器采用的是气相色谱质谱联用仪、捕集仪、浓缩 仪、凝胶色谱仪以及多功能振荡器等。(3)试样处理。水样的处理方法如下：从现场采集回来的水 体样本中，准确称取1000mL,装入容量为2L的分液漏斗中， 然后向漏斗内加入氯化钠30g,经充分溶解之后，再加入二氯 甲烷50mL,放入多功能振荡器中进行振荡处理，时间控制在 lOmin,取出后静置5min,对二氯甲烷层进行别离，随后重复 以上操作步骤，完成二氯甲烷相合并;将无水氯酸钠加入到合并 好的二氯甲烷相中，轻轻摇晃之后，放置20min,并进行过滤 处理，用浓缩仪将滤液浓缩到1.0mL后，加入正已烷继续进行 浓缩，定容至1.0mL后，使用气相色谱质谱联用仪对样品进行 分析。生物样本的处理方法如下：将冷冻的鱼解冻，称取20g鱼 肉，搅碎后加入无水硫酸钠去除掉鱼肉中的水分，放入三角瓶 并向瓶中加入二氯甲烷100mL,进行浸泡，时间控制在24h左 右，随后置于振荡器中进行振荡提取，静置5lOmin,进行过 滤，并对滤液进行浓缩和净化处理，最后使用气相色谱质谱联 用仪对样品进行分析。(4)样品GC-MS分析监测首先，在对样品进行GC-MS分析监测的过程中，需要对具 体的分析条件进行确定。其中，挥发性有机污染物的测定条件 如下：色谱柱为石英毛细管柱，柱体温度为351(41115)、 220(lmin),样品进口处的温度为16CTC,采用不分流的方法 进样，时间为lmin,将10mL的水样注入吹扫管内，通过氮气 进行吹扫，时间为lOmin。使用气相色谱质谱联用仪进行分析 监测前，可以借助四澳氟苯和十氟三苯基瞬，对仪器设备的性 能进行检查，看是否与相关的指标要求相符，确认符合后，便 可进行分析测定。其次，对挥发性和半挥发性化合物的标准曲线进行绘制。 具体做法如下：将标准溶液配制成水溶液，然后进行GC-MS分 析，绘制出化合物浓度对质谱的响应值曲线，如图1和图2所 不O最后，对经过预处理的样品进行GC-MS分析，由此可得到 样品的质谱图，这样便可得到最终的测定结果。4、有机污染物的监测结果分析在本次监测中，样本中挥发性有机污染物的检出率为 34%,其中主要的污染物为苯系物，检出率为67%, 2#监测点样 本的检出浓度最高，该监测点为索须河入湖区，苯系物的主要 成分为甲苯和二甲苯;样本半挥发性有机污染物中，检出率最高 的为酰酸酯类，以邻苯二甲酸类物质居多，检出浓度为5. 6 13. 3ug/L,检出率为100%,除此之外，还检出少量的硝基 苯，各个监测点均存在不同程度的有机物污染。在6个监测点 的样本中，均检出多环芳烧，总量为32. 2146. 9ng/L。监测 区域内多环芳烧的总量分布情况如图3所示。由图3可以看出，2#测点的多环芳煌最高，该监测点为索 须河入湖区，蔡和菲是水体中多环芳煌的主要污染物。通过本次监测可以认为，该湖泊的有机污染物以苯系物和 多环芳煌为主，主要污染来源为索须河。经调查后得知，该入 湖河流的沿线有多家工业企业，排放的工业废水对河流造成污 染，河水流入湖泊，对湖泊造成污染。
