自2001年国际社会通过《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,并确定第一批持久性有机污染物化合物名单后,持久性有机污染物在环境样品中的监测工作日益受到关注和重视。相应的样品前处理技术和分析监测技术也迅速发展,从简单环境基质样品中单一化合物的监测向复杂环境基质样品中多化合物同时高效监测的高选择性、高灵敏度监测技术发展。
持久性有机污染物监测
采用一定的方法测定环境介质(水、气、土壤、沉积物、污泥、生物样品)中持久性有机污染物(POPs)含量水平的过程。
- 英文名称
- monitoring of persistent organic pollutants
- 所属学科
- 农业资源与环境
持久性有机污染物指在环境中难降解、具有很强的亲脂性、容易在食物链中富集、能够远距离传输、毒性大的有机物。狭义上的持久性有机污染物主要指列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的禁用物质。第一批列入受控名单的12种持久性有机污染物包括:①有机氯杀虫剂。即滴滴涕、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀芬。②工业化学品。即六氯苯和多氯联苯(PCBs)。③工业生产过程或燃烧生产的副产品。即如多氯二苯并-对-二英和呋喃。
持久性有机污染物的监测主要包括布点采样、样品制备、前处理、定性定量分析、质量保证和控制等。布点原则和采样方法见土壤有机污染物监测。
从环境样品中分离、萃取、富集和净化目标持久性有机污染物化合物的过程。按照环境样品的状态主要分为气体样品前处理、水样品前处理和固相样品前处理。
大流量采样器是最常用的气体样品采样和前处理手段。此过程中,石英纤维滤膜(QFF)可采集颗粒物,而部分气溶胶和自由态的持久性有机污染物则可被滤膜上的固体吸附剂吸附;对于挥发性较强的化合物,可通过加装活性炭毡提高采集率。气体样品被动采样和前处理技术已得到快速发展,此方法具有采样设备简单、成本低廉、便于携带、无须电力等特点,所获样品具有较高的代表性,有利于大尺度空间和时间范围的研究。
水体中持久性有机污染物含量通常较低,分析测定前需进行萃取富集。液-液萃取和固相萃取是水中持久性有机污染物的主要萃取方法,前者具有稳定性好、准确度高等优点,但存在有机溶剂使用量大、人工操作复杂、耗费时间等缺陷;而后者萃取效率较高,耗时短,溶剂使用量少,且可同时完成萃取和净化过程,日益受到研究者们的青睐。
固体样品(土壤、沉积物、污泥、生物样品)中持久性有机污染物的萃取方法主要包括索氏萃取(SE)、超声萃取(UAE)、加速溶剂萃取(ASE)等方法。索氏萃取法是环境中微量持久性有机污染物固-液萃取的经典方法,其准确度高、精密度好,但耗时长、溶剂使用量大,已逐步被其他方法所替代。超声萃取法借助超声波辅助萃取。加速溶剂萃取法则利用高温、高压条件萃取目标化合物。超声萃取和加速溶剂萃取均具有用时短、溶剂使用量少、目标污染物损失少等优点,且后者还具有自动化程度高的特点。固体样品萃取后还需净化处理。常用的净化处理方法包括柱层析净化、固相萃取净化和凝胶渗透色谱分离净化等。
常用的分析方法有:①色谱法。包括气相色谱法(GC)和液相色谱法(HPLC)。②色谱-质谱联用法。包括气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS),是持久性有机污染物分析的主要方法。对于分子量小、沸点较低的持久性有机污染物化合物,如有机氯农药、多氯联苯等,主要采用色谱法分析测定;而对于分子量大、沸点较高的持久性有机污染物化合物则可采用色谱-质谱联用法分析。相对于单纯的色谱法,色谱-质谱联用法具有选择性好、准确度高的特点,已被广泛应用。随着仪器研发技术的发展,色谱联用多级质谱及高分辨检测器的持久性有机污染物化合物检测方法也逐渐被应用。
扩展阅读
- 奚旦立,孙裕生.环境监测.4版.北京:高等教育出版社,2010.