我國(guó)水資源比較豐富，但人口基數(shù)較大，致使人均水資源的占有量比較少，尤其是淡水資源。近年來，我國(guó)城市化進(jìn)程加快，工業(yè)快速發(fā)展，與此同時(shí)，水環(huán)境污染加劇。有機(jī)污染物是水環(huán)境的主要污染源，其種類較多，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境具有一定的破壞性，并且對(duì)人體健康的危害較大。因此，對(duì)水環(huán)境中的有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)顯得尤為必要，所得的監(jiān)測(cè)分析結(jié)果可為水環(huán)境污染的治理與水質(zhì)改善提供依據(jù)。下面就水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)展開分析。
一、水環(huán)境中有機(jī)污染物的 >
水是人類賴以生存的基礎(chǔ)資源之一，不止人需要水，動(dòng)物和植物同樣離不開水，所以保護(hù)水資源環(huán)境不受污染顯得尤為重要。在地球上，水占70%以上，而淡水僅占總水量的2.7%左右，且絕大部分為深度在地下750m以下的地下水，能夠被利用的淡水資源相對(duì)較少，主要為河流、湖泊等水環(huán)境中的淡水資源以及埋深較淺的地下水資源，僅為淡水總量的1%左右，并且還有不斷減少的趨勢(shì)。如果水環(huán)境遭到有機(jī)物污染，則會(huì)對(duì)利用造成影響。
1.1 水環(huán)境中有機(jī)污染物的主要 >
有機(jī)污染物可細(xì)分為天然和人工合成兩大類，二者的形成原因有所區(qū)別。其中，天然有機(jī)物是自然循環(huán)的代謝產(chǎn)物，比較常見的有藻類、木質(zhì)素以及腐殖質(zhì)等。部分有毒有害的污染物會(huì)將天然有機(jī)物作為附著的載體，它們借助地面徑流進(jìn)入水環(huán)境中。而人工合成類有機(jī)物的種類要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于天然類，這部分有機(jī)物會(huì)通過各種生產(chǎn)活動(dòng)及人類的日常生活進(jìn)入水環(huán)境中，從而對(duì)河流水系、地下水造成污染。水環(huán)境有機(jī)污染物的主要 >
1.2 有機(jī)污染物的特點(diǎn)及危害
水環(huán)境中的有機(jī)污染物具有如下特點(diǎn)：污染源比較多，分布范圍廣，污染物成分十分復(fù)雜且種類較多。大量污染源通過多種途徑進(jìn)入地表和地下水環(huán)境，導(dǎo)致水環(huán)境的有機(jī)物污染變得越來越嚴(yán)重。截至目前，原水中檢測(cè)到的有機(jī)污染物已經(jīng)超過2500種，其中具有代表性的有以下幾類：多環(huán)芳烴類、多氯聯(lián)苯類、鄰苯二甲酸酯類、酚類、醚類以及農(nóng)藥等。在水環(huán)境中，絕大多數(shù)的有機(jī)污染物都很難被生物降解，因其在水體中的分布比較廣泛，所以即便通過凈化的方法進(jìn)行處理，也或多或少地會(huì)有所殘留。生物積累性是水環(huán)境中有機(jī)污染物具有的一個(gè)共性特征，盡管濃度不高，但它們能夠借助食物鏈完成富集，由此會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來危害。因此，有必要對(duì)水環(huán)境中的有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為水環(huán)境的治理和改善提供依據(jù)。
二、水環(huán)境中有機(jī)污染物常用的監(jiān)測(cè)方法
目前，在水環(huán)境有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)中，較為常用的方法有氣相色譜質(zhì)譜法、液相色譜質(zhì)譜法等。
2.1 氣相色譜質(zhì)譜法
氣相色譜質(zhì)譜法簡(jiǎn)稱GC-MS，是氣相色譜法與質(zhì)譜法聯(lián)用的一種方法，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀是該方法的主要儀器設(shè)備。當(dāng)具有多組分的混合樣品進(jìn)入色譜柱后，因吸附劑對(duì)樣品中各個(gè)組分具有不同的吸附能力，所以經(jīng)過一定時(shí)間后，樣品中各個(gè)組分在色譜柱上的運(yùn)行速度會(huì)出現(xiàn)明顯的差別，一些吸附力比較弱的組分會(huì)被解吸下來，離開色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器內(nèi)，部分具有較強(qiáng)吸附力的組分很難被解吸，最后會(huì)離開色譜柱，使得各個(gè)組分在色譜柱中完成分離，并按照一定的順序進(jìn)入檢測(cè)器內(nèi)。
氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀具有如下特點(diǎn)：分離能力強(qiáng)；對(duì)未知的化合物具有鑒定能力；儀器本身采用的是生態(tài)運(yùn)行模式，由此可降低待機(jī)時(shí)的能耗及不必要的載氣消耗；具備實(shí)時(shí)采集功能，可獲得準(zhǔn)確的定量結(jié)果。正因如此，該方法在環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2.2 液相色譜質(zhì)譜法
液相色譜質(zhì)譜法簡(jiǎn)稱LC-MS，其以液相色譜對(duì)樣品進(jìn)行分離，并以質(zhì)譜對(duì)分離后的樣品進(jìn)行檢測(cè)，液相色譜質(zhì)譜儀是該方法主要的儀器設(shè)備。液相色譜儀會(huì)對(duì)樣品中各組分進(jìn)行分離，經(jīng)相應(yīng)接口導(dǎo)入質(zhì)譜儀內(nèi)，通過電子轟擊離子源后，會(huì)生成具有一定質(zhì)荷比的碎片離子，這些碎片離子可由質(zhì)量分析器分離后進(jìn)行檢測(cè)，然后利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理所得的檢測(cè)結(jié)果，便可得到樣品中單一組分的質(zhì)譜圖，據(jù)此可對(duì)該組分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定。
液相色譜質(zhì)譜法具有如下優(yōu)點(diǎn)：分離能力強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，分析結(jié)果可靠。但是，其也存在一些缺陷，例如，需要在樣品組分進(jìn)入離子源前進(jìn)行溶劑去除，如果組分的沸點(diǎn)與溶劑接近，便無法進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，溶劑很難全部揮發(fā)，從而給分辨增添了難度，這在一定程度上限制了該方法的應(yīng)用。
三、水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)實(shí)例
3.1 監(jiān)測(cè)對(duì)象的基本概況
本文選取萬山湖作為研究對(duì)象，該淡水湖位于河南省鄭州市滎陽市境內(nèi)，水域面積約為106.6hm2。受地形條件的制約，該湖泊的流域水系呈現(xiàn)出放射狀，整個(gè)流域內(nèi)的水網(wǎng)密度相對(duì)較大，相關(guān)資料顯示，萬山湖的主要水源為索須河。萬山湖流域內(nèi)的自然生態(tài)環(huán)境特征具有較為明顯的特殊性，隨著城市化進(jìn)程的逐步加快，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，各類水利工程興建也產(chǎn)生一定的副作用，使得萬山湖受到一定程度的污染，富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)較為明顯，由此對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬘盟踩斐捎绊?。相關(guān)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，萬山湖的入湖河流存在一定程度的污染，其中索須河的污染比較嚴(yán)重，超出了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)的要求，氨氮是主要的超標(biāo)指標(biāo)。
3.2 有機(jī)物污染產(chǎn)生的原因
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在萬山湖的污染物中，有機(jī)物占比較大，同時(shí)，TN(總氮)和TP(總磷)均嚴(yán)重超標(biāo)。導(dǎo)致萬山湖水環(huán)境污染的主要原因如下。
3.2.1 水域封閉
萬山湖僅有一個(gè)出水口，導(dǎo)致水域封閉，致使水體的交換能力較差，造成大量有機(jī)物長(zhǎng)期滯留于湖中，對(duì)水體造成污染。
3.2.2 污染物注入
萬山湖流域內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，以工業(yè)企業(yè)居多，工業(yè)廢水排放量較大，對(duì)湖泊水質(zhì)造成一定的影響。除工業(yè)廢水之外，還有大量的生活污水排入湖中。不僅如此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥和農(nóng)藥的施用量逐年增大，未被吸收和降解的農(nóng)藥、化肥隨地表徑流進(jìn)入湖中，進(jìn)一步加劇了水環(huán)境的污染。
3.3 有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)分析
針對(duì)萬山湖中的有機(jī)污染物和水生生物體內(nèi)的多環(huán)芳烴，比照著運(yùn)用GC-MS進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)過程中得到的信息進(jìn)行分析，為該湖泊水環(huán)境的污染防治提供依據(jù)。
3.3.1 監(jiān)測(cè)方法與過程
(1)試樣采集。從湖中捕撈四種魚類作為水生生物樣本，編號(hào)后，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行冷凍保存;揮發(fā)性和半揮發(fā)性水樣直接從湖面0.5m以下進(jìn)行采集。其中，揮發(fā)性水樣通過預(yù)先凈化處理的采樣器進(jìn)行采集，并將采集的水樣裝入干凈的瓶中，要保證裝滿并進(jìn)行密封。水樣應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行冷藏，溫度控制在4℃。水樣的采樣點(diǎn)共計(jì)6處，以1#～6#來表示，分別為有機(jī)物污染較為嚴(yán)重的西半湖湖心區(qū)和5條污染較為嚴(yán)重河流的入湖區(qū)。
(2)試劑與儀器。本次試驗(yàn)使用的主要試劑有二氯甲烷、正已烷、氯化鈉、無水硫酸鈉、三種標(biāo)準(zhǔn)溶液以及相關(guān)的替代物等。試驗(yàn)儀器采用的是氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、捕集儀、濃縮儀、凝膠色譜儀以及多功能振蕩器等。
(3)試樣處理。水樣的處理方法如下：從現(xiàn)場(chǎng)采集回來的水體樣本中，準(zhǔn)確稱取1000mL，裝入容量為2L的分液漏斗中，然后向漏斗內(nèi)加入氯化鈉30g，經(jīng)充分溶解之后，再加入二氯甲烷50mL，放入多功能振蕩器中進(jìn)行振蕩處理，時(shí)間控制在10min，取出后靜置5min，對(duì)二氯甲烷層進(jìn)行分離，隨后重復(fù)以上操作步驟，完成二氯甲烷相合并;將無水氯酸鈉加入到合并好的二氯甲烷相中，輕輕搖晃之后，放置20min，并進(jìn)行過濾處理，用濃縮儀將濾液濃縮到1.0mL后，加入正已烷繼續(xù)進(jìn)行濃縮，定容至1.0mL后，使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行分析。
生物樣本的處理方法如下：將冷凍的魚解凍，稱取20g魚肉，攪碎后加入無水硫酸鈉去除掉魚肉中的水分，放入三角瓶并向瓶中加入二氯甲烷100mL，進(jìn)行浸泡，時(shí)間控制在24h左右，隨后置于振蕩器中進(jìn)行振蕩提取，靜置5～10min，進(jìn)行過濾，并對(duì)濾液進(jìn)行濃縮和凈化處理，最后使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行分析。
3.3.2 樣品GC-MS分析監(jiān)測(cè)
首先，在對(duì)樣品進(jìn)行GC-MS分析監(jiān)測(cè)的過程中，需要對(duì)具體的分析條件進(jìn)行確定。其中，揮發(fā)性有機(jī)污染物的測(cè)定條件如下：色譜柱為石英毛細(xì)管柱，柱體溫度為35℃(4min)、220℃(1min)，樣品進(jìn)口處的溫度為160℃，采用不分流的方法進(jìn)樣，時(shí)間為1min，將10mL的水樣注入吹掃管內(nèi)，通過氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，時(shí)間為10min。使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)前，可以借助四溴氟苯和十氟三苯基膦，對(duì)儀器設(shè)備的性能進(jìn)行檢查，看是否與相關(guān)的指標(biāo)要求相符，確認(rèn)符合后，便可進(jìn)行分析測(cè)定。
其次，對(duì)揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行繪制。具體做法如下：將標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成水溶液，然后進(jìn)行GC-MS分析，繪制出化合物濃度對(duì)質(zhì)譜的響應(yīng)值曲線，如圖1和圖2所示。
最后，對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的樣品進(jìn)行GC-MS分析，由此可得到樣品的質(zhì)譜圖，這樣便可得到最終的測(cè)定結(jié)果。
3.4 有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
在本次監(jiān)測(cè)中，樣本中揮發(fā)性有機(jī)污染物的檢出率為34%，其中主要的污染物為苯系物，檢出率為67%，2#監(jiān)測(cè)點(diǎn)樣本的檢出濃度最高，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)為索須河入湖區(qū)，苯系物的主要成分為甲苯和二甲苯;樣本半揮發(fā)性有機(jī)污染物中，檢出率最高的為酞酸酯類，以鄰苯二甲酸類物質(zhì)居多，檢出濃度為5.6～13.3μg/L，檢出率為100%，除此之外，還檢出少量的硝基苯，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均存在不同程度的有機(jī)物污染。在6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的樣本中，均檢出多環(huán)芳烴，總量為32.2～146.9ng/L。監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)多環(huán)芳烴的總量分布情況如圖3所示。
由圖3可以看出，2#測(cè)點(diǎn)的多環(huán)芳烴最高，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)為索須河入湖區(qū)，萘和菲是水體中多環(huán)芳烴的主要污染物。
通過本次監(jiān)測(cè)，筆者認(rèn)為，該湖泊的有機(jī)污染物以苯系物和多環(huán)芳烴為主，主要污染 >
四、結(jié)語
水資源作為人類生存中不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，其重要性不言而喻。如果水環(huán)境遭受有機(jī)物污染，將會(huì)對(duì)水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。為此，有必要對(duì)水環(huán)境中的有機(jī)污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，采取有效的治理措施，借此來改善水環(huán)境，保證人們的飲水安全。本文以河南省鄭州市的萬山湖作為研究對(duì)象，通過監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)采樣，運(yùn)用GC-MS進(jìn)行分析，得出該湖泊水體中的主要污染物并找到污染源，期望能夠?qū)ξ廴菊斡兴鶐椭? >
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