水中有机污染物的化学检测技术探究

2022-11-02

进入20世纪, 全球水资源有机物污染问题严重, 作为重要的社会问题, 饮水安全面临诸多改革挑战。硝基苯酚化合物是常见的水中有机污染物, 是水质检测的主要对象, 硝基苯酚浓度高, 说明水质不好, 有机污染物含量多, 硝基苯酚浓度低, 说明水质高, 有机污染物对水质影响不大, 能够放心饮用。化学检测技术是围绕硝基苯酚物质创建的检测手段, 因为该物质的检测效率高、效果明显、投资成本低。基于此, 本文将结合有机污染物主要性质, 分析化学检测技术的应用重点。

一、水中有机污染物

1. 来源和危害

工业、交通运输业、农业是产生有机污染物的源头, 如:醚类、多氯联苯、单环芳香族化合物等。虽然水体有自净功能, 但是长时间超负荷排水, 水体淤泥、生物群落的功能被有机污染物严重破坏。农药、化肥、有毒物质等由雨水带入水中, 水中的污染物越来越多。同时, 水中有机污染物在正常水温状态下, 不易分解, 随着水中生态系统的变化和迁移, 这些污染物很容易进入居民饮用水中。在蒸馏效应的影响下, 有机污染物的毒素会随着雨水弥漫在空气中, 给人类造成严重的打击。

二、有机污染物的化学检测技术

1. 综合法

综合法是指通过水中有机物指标测算水质污染情况, 如生化需氧量、化学耗氧量、高锰酸钾指数、有机碳量等。国际水资源管理局规定:“无论是地表水, 还是地下水, 都必须满足有机物测定标准。”综合法的融合方法如下:

(1) 燃烧氧化检测法

有机物能被红外线吸收, 光谱检测仪收回光线时, 光感强度可以间接表明水中有机物的总体含量和成分组成。之后, 利用TOD测定仪, 分别详细测定有机物中各成分的污染情况和含量。

(2) 色谱法

测定完含量之后, 检测人员需利用色谱技术分析有机污染物的动态变化情况, 如氧分比例、有机物的生态效应、有机污染物容量等, 只要上述因素发生改变, 光在色谱中的表现形式也会发生相应改变。

(3) 容量法

容量法是最后一道工序, 主要目的是测定有机污染物中氮、磷、氰、酚类、苯类元素, 可以直接反映有机污染物各构成元素含量, 便于后续治理工作顺利开展。虽然容量法只能粗略估算出元素含量, 但是依靠这样简易的方法, 还能测算出有机污染物复杂的元素构成已实属不易。

2. 直接测定法

随着有机污染物化学检测技术的不断完善, 技术也可以直接作用到水中顽固、生命力极强、不易分解的有机污染物中, 测定污染物构成比例。同时, 也可以选取有机污染物样本, 以一隅分析整体, 在样本上展开试验, 方便化学检测设备、技术的正常使用, 本文主要研究对有机污染物样本的化学检测技术, 具体操作步骤如下:

(1) 样本处理

因为有机污染物样本的物理、化学性质各不相同, 所以首先要解剖复杂样本, 采用经典的萃取方法对它进行元素分离, 分离过程要注意, 一定要做好回收工作, 分离开来的元素应分类储存, 在测定之前要保持它们化学性质的稳定性。样本处理操作流程复杂, 周期长, 技术要求高, 所以化学检测技术的应用效果, 绝大多数取决于先前样本处理工作。

(2) 固相微萃取

上个世纪80年代, 萃取技术进入中国, 它既能够分解不同状态的有机污染物样本, 如气样、水样、固样, 还能融合色谱技术, 测算出污染元素的含量。萃取原理是物质的挥发性质, 调节外部试验环境, 让不同物质元素在达到温度、压力、分子结构极限值时迅速挥发, 被解离出来, 操作步骤如下:首先, 选择适当的萃取剂涂抹在有机污染物周边, 或注入溶液中, 测算溶液、固相物质的温度、密度、结构变化;其次, 对比分析不同萃取剂的作用效果, 如果有机污染物挥发过半, 或出现部分挥发现象, 则检测人员需进一步测算样品中的大分子含量, 查看其构成元素纯度;最后, 对有机污染物进行热解处理, 或采用气相色谱, 或采用液相色谱, 需针对有机污染物的灵敏度, 探究它的构成元素。

(3) 衍生技术

衍生技术更适用于热稳定性差的有机污染物, 在萃取时, 构成元素还没到极限值, 如果有机污染物已经解离、分散的话, 色谱技术将失去原有功能。为此, 化学衍生技术在常温状态下检测样品中的极性基团, 根据基团的变化情况, 分析物质衍生要素的浓缩度、干燥效果、分解程度。这样一来, 不仅能够突显色谱技术的应用效果, 还能帮助检测人员设计、完成一个复杂的工作任务。面对稳定性极差的有机污染物, 衍生技术可以集中检测出水中胺类、有机砷酸、脂肪酸、苯酚基酯等元素, 也可以测算出汞、铜、铅等污染离子的分解极限值。

结论:

通过上文对水中有机污染物化学检测技术内容进行系统分析可知, 水中检测对设备、技术要求很高, 样本检测的实用性能最好。化学检测技术虽能较为有效的完成检测任务, 但是其操作行为的复杂程度、检测结果的精准度、实验成本的费用控制等问题依然没有妥善解决。为此, 下一阶段, 化学检测技术应系统地发展吹脱捕集、固相萃取、快速溶剂萃取技术, 利用技术的融合性, 推动水质检测行业的可持续发展。

摘要：据统计, 影响水资源质量的有机物种类繁多, 且污染范围非常广。在工业生产、化学实验、水循环系统中, 有机生物体会侵入水体, 释放具有破坏功能的有机物, 如果这些有机物进入人体, 则其携带的有毒元素会扰乱人的机体状态, 使人患病。化学检测技术是一种应用效果很好的有机物质检测手段, 它可以测算出水中有机物含量, 并分辨出有机污染物构成成分。目前, 化学检测技术已经成为水污染检测中常见的工作方法, 不但检测效率高、投资成本低, 还能有效保护水资源的主体结构。

关键词：水中有机污染物,化学检测技术,探究与应用