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摘要:土壤中的挥发性有机物易挥发,且危害人们的生命健康。因此,文章首先阐述了土壤挥发性有机物的污染特性以及特征,其次对土壤中挥发性有机物测定的常用方法以及注意事项进行阐述,希望对污染治理、环境监测以及社会经济和生态环境的可持续发展有所帮助。
关键词:土壤样品;挥发性有机物;提取方法
所谓的挥发性有机物(volatile Organic Compounds,VOCs)指的是常温常压下任何能挥发的有机固体或液体、常压下沸点在50~260℃以下的有机化合物、常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa。非极性挥发性有机物还可以粘附在土壤或者是有机质中,导致了土壤被污染,如果暴露在大气中,挥发性有机物就会出现。会刺激人们的皮肤和眼睛,导致人们疲倦、咳嗽、打喷嚏,严重的还会导致癌症、畸形等,对人们的生命健康造成严重的危险。
一、土壤挥发性有机物污染特性及特征
(一)土壤挥发性有机物污染特性
(1)土壤挥发性有机物具有隐蔽性的特点。主要是因为土壤中存在气、液、固三种特性,三者相互牵制,平衡性非常好,可是,挥发性有机物可以在土壤中与其吸附结合,从而隐匿其中。
(2)土壤挥发性有机物具有挥发性的特点。主要是因为土壤中的挥发性有机物具有强挥发性。所以,在特殊的条件下,挥发性有机物可以直接从勿让中直接吸附,与空气相结合[1],主要需要一定的温度、气压等条件及土层扰动情况下。
(3)土壤挥发性有机物具有毒害性的特点。主要是因为挥发性有机物多具毒性,与空气相结合后,会影响大气环境,还会对人体的健康造成重大的影响。有些挥发性有机物在光照条件下发生光化学反应,可导致光化学烟雾、二次有机气溶胶和大气有机酸的浓度升高。
(4)土壤挥发性有机物具有持久性的特点。在土壤对化学物质的吸附影响下,挥发性有机物不易被清除,将在一段较长时间内缓慢释放.其浓度并不一定很高,但随着挥发性有机物的日积月累,经过长期低浓度释放,最终将对人体健康造成威胁。
(5)土壤挥发性有机物具有多样性的特点。挥发性有机物种类繁多,大多数时候在环境中并非单一存在。多种挥发性有机物混和存在且总浓度达到一定值时,尽管其中单一组分浓度未达到相应限值,仍会对人体造成伤害,且危害程度更大[2]。
(二)挥发性有机物在土壤中的分布及迁移特征
挥发性有机物在土壤中主要以两种形态存在,一种是气相,另一种是液相两种,并在土壤中滞留或通过挥发、渗滤和由浓度梯度产生扩散等运移或逸入空气、水体中,或被生物吸收迁出土体之外,进而对大气、水体、生态系统和人类生命造成危害。同时土壤环境对挥发性有机物也具有一定的降解作用,主要通过光解、水解和氧化-还原等非生物降解和微生物降解实现。被污染的土壤中挥发性有机物含量水平总是处于动态变化过程中,挥发作用是其主要迁移方式,固相吸附是其在土壤中的重要存在形式。
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二、土壤中挥发性有机物测定的常用方法
(一)膜萃取气相色谱技术
进行土壤挥发性有机物的提取中,运用最多的方法就是膜萃取气相色谱技术,这是检测挥发性有机物含量检测中最先想到的技术,进行膜萃取工作的过程中,溶剂形成乳液状态的难度相对比较大。为了有效地解决这一问题,可应用膜技术减少溶剂的损耗量,确保膜萃取技术对物质含量检测的有效性。采用膜萃取气相色谱技术检测挥发性有机物,可使挥发性有机物经由纤维膜与惰性气体有效整合,经压缩、吸收处理后,采用电流加热,进而在注进装备的过程中产生一个时间间隔,此时挥发性有机物以适宜的方式被置入装备中。在一定时间内,膜萃取状态恒定,为物质含量检测结果的精度提供一定支撑[3]。
(二)质子转移反应质谱
质子转移反应质谱的灵活性和灵敏度比较高,因此,可以再最短的时间内通过解析物质的属性。此技术的运用主要是因为挥发性有机物的生物活性比较高,所以,在土壤样品搜集、分析的过程中的难度比较大,所以,为了降低应用在线分析技术的整体难度,缩小土壤样品中衍生物造成的干扰,全方位的提升样品检测的精确度。质子转移反应质谱技术是一个不错的选择,且在检测过程中能实现在线采集样品,省略了浓缩等操作程序,在保证工作效率的同时,也减缩了工作时间。
(三)吸附剂富集检测法
固体吸收剂为吸附剂富集检测法使用过程中的一类常用物质,采用固体吸收剂吸附浓缩挥发性有机物,其能实现将样品采集、浓缩两个流程的完美整合,具有较强的实用性,并能提升工作效率。在现实工作中,可用吸附管选择气体的污染物浓度,继而获得平均浓度,吸附剂的填充量应小于19,以防吸附剂产生偏差。吸附剂富集检测方法在应用期间消耗的成本相对较低,且易于清洗,可循环使用,提升了资源的有效应用率。但该检测方法应用过程也有一定的局限性,在高浓度挥发性化合物检测领域不适用。
三、土壤中挥发性有机物测定中的注意事项
第一,在对挥发性有机物样品采集过程中,不要对土壤及沉积物进行搅拌处理,以防导致土壤中沉积物内有机物挥发,在采样前需用甲醇、纯净水认真洗刷工具设备。在采集其他样品时,更需及时更换采样器具并对其进行洗刷,以防出现交叉污染现象。第二,在将样品装入之样品瓶的环节,最好填满,减缩样品暴露在大气环境中。第三,在分析样品的过程中,应事先检测必需器具、材料、药品等是否存有干扰物并明确相应含量。器具、材料等建议采用甲醇洗刷,尽量去除干扰物质。第四,加入内标以后需快速密封,以防内标挥发[4]。
四、结语
综上所述,挥发性有机物对环境与人体健康均会产生负面影响,应加强对挥发性有机物的检测,并以物质检测结果为依据,制定相关措施及方案进行治理,以将挥发性有机物对环境与人体健康水平的影响降至最低水平。综合全文,笔者认为顶空气相色谱法用于分析挥发性有机物样品,能降低挥发性有机物的挥发损失量,提升分析的灵敏度,且方法操作简单,具有较高的可执行性,满足土壤中挥发性有机物的测定需求。
参考文献:
[1]张大为,顾骏,付晓青,丁安帮.土壤中半挥发性有机物(SVOCs)不同提取方法比较研究[J].广州化工,2018,46(03):88-91.
[2]姜林,钟茂生,姚珏君,夏天翔,蔡月华.挥发性有机物污染土壤样品采样方法比较[J].中国环境监测,2014,30(01):109-114.
[3]梅明,郭兆云.土壤挥发性有机物分析方法概述[J].武汉工程大学学报,2013,35(03):18-24.
[4]汪鑫,李洋,栾和林,姚文,李继梅.土壤中挥发性有机物的GC-MS测定[J].稀有金属,2006(S2):23-25.
论文作者:宋尚
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/21
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