用典型植物监测环境中有机氟污染物的可行性探索

黄伍艳

摘 要：随着物质生活条件的改善，社会经济的高速发展，越来越多的人开始关注生态环境。良好的生态环境是人类社会实现可持续发展的重要保证，是全社会都不能忽视的问题。长久以来，我国为了追求经济发展的高速度，忽略了环境保护，很多环境中的污染物严重威胁着人们的身心健康和生活质量，比如有机氟污染物就是常见的污染物。文章主要探索用典型植物监测环境中有机氟污染物的可行性。

关键词：典型植物；监测环境；有机氟污染物；可行性

1 材料和方法

1.1 仪器设备和试剂

分析有机氟和总氟两者的总量使用高纯锗r谱仪和微型中子源反应堆；分析全氟化合物的种态利用高效液相色谱一质谱联用仪，试验探究选择的色谱纯有四种，一是甲基叔丁基醚，二是醋酸铵，三是甲酸，四是甲醇，优级纯有两种，一种是四丁基硫酸氢胺，另一种是氨水；18.2MΩ·cm超纯水；标样有三类，第一类是茶叶标准参考物质，第二类是纯度超过99%的氟化钾基准物质，第三类是全氟化合物混合内标和外标，利用甲醇稀释八种混合内标，稀释到200ug/L，当作备用。使用甲醇把十三种全氟化合物的混合外标进行逐级的稀释，稀释成五个不同的质量浓度：为5、10、20、40和60ug/L，把它们用到高效液相色谱一质谱联用工作曲线中。

1.2 样品的采集和制备

在我国某地区的植物源中采集八种植物，这八种植物是苜蓿、唐菖蒲、杜鹃、樟树、马尾松、地衣、苔藓和银桦。每种样品的质量在300g左右，然后用超纯水清洗这些样品，冷冻干燥到恒重，之后粉碎处理样品，把它们放到聚丙烯瓶子里，室内温度下在干燥器中保存来备用。称重取得重量是20mg的苔藓粉末，然后把它热封到聚乙烯薄膜袋子之中，然后再封到跑兔管里，通过循环中子活化来研究苔藓中包含的总氟的含量；取得重量是1g的苔藓粉末把它放到50ml离心管里，将30mL01mol/L的碱甲醇溶液加到离心管里，摇床振荡16个小时之后，离心15分钟，把上清液转移到另外一只50ml离心管里，在其中加上10ml的甲醇，进行两次重提，与上清液进行合并，氮吹浓缩到5mL，提取1mL热封到聚乙烯管中之后，再把它热封到跑兔管中，通过循环中子活化分析的方式研究可萃取有机氟。取得重量是1g的植物粉末，把它放到50ml离心管里，之后把30mL0.1mol/L的碱甲醇溶液和10ng的全氟化合物的混合内标也放入离心管里，根据可萃取有机氟同样的流程来萃取，用氮吹的方法来使合并的上清液干燥，之后加上5ml的超纯水、10mL0.25mol/LK2CO3，5mL0.5mol/L的四丁基硫酸氢胺、20mL的甲基叔丁基醚，摇晃振荡30分钟之后，进行15分钟离心，把醚相转移至另外一只50mL的离心管里，水相利用15mL的用甲基叔丁基醚进行两次重提，合并醚相，用氮吹的方式直到吹干，甲醛的定容不要超过1mL，用高效液相色谱一质谱联来分析研究全氟化合物种态。

1.3 研究分析

9×1011n·cm-2·s-1之下的中子通量是循环中子活化分析研究的标准，测量时间与照射时间相同，都是30秒，等待时间与冷却时间相同，都是2秒，循环的次數是7次。测量1633keV位置20Fr能峰，利用Camma Vision来采集谱图，解谱用Win Span，总氟把茶叶标参当作标准，KF标准溶液是可萃取有机氟的标准，定量的时候利用相对法。

1.4 试验质量的保证以及控制

利用高效液相色谱进行分析，发现可萃取有机氟的空白流程以及总氟的空白本底的r谱图都为看到1633keV能峰，参考Camma Vision 谱图的现实结构，Na及F的质量浓度比值都不超过5，比Na及F干扰比值下限小，该比值下限等于或超过8，因而，苔藓当中的23Na（n，a）20F的干扰可以被忽略，考虑3m（bDc）1/2/sDc，苔藓当中可萃取有机氟和总氟的检测限分别是0.20ug和0.58ug。

为了高效的对外源性污染进行控制，全氟化合物的分析研究利用被甲醇清洗之后的聚丙烯器皿，进行全过程的空白试验，经甲醇多次提取之后残留下的苔藓粉末是空白基质，得到的结果都是去掉空白基质之后的结果。全氟化合物的分析流程不超过10ug/kg加标质量分数，十三种全氟化合物的回收率的范围是78%-122%，1.5%-17%是变异系数的范围，不违背美国EPA的要求。5-80ug/L质量浓度范围里，0.9907-0.9997是十三种全氟化合物的线性相关系数的范围，检测限的范围是0.01-0.65ng/L，满足分析标准。

2 试验结果讨论

结合全氟化合物会与生物体中的蛋白质相互结合而且会蓄积的特征，选择的典型植物苜蓿、银桦、唐菖蒲、杜鹃叶片，因为它们的分布区域广、叶片寿命较长、有的富含氟，有的富含蛋白质；试验选择的典型植物还有马尾松、苔藓、樟树、地衣，这几类植物具有持久性有机污染物指示作用。通过试验，分析十三种全氟化合物结果，可以发现选取的八种典型植物的叶片中总体全氟化合物残留水平，苔藓、地衣、马尾松三者比较，总全氟化合物残留水平最高的是苔藓，最低的是马尾松；苜蓿、杜鹃、唐菖蒲、樟树、银桦几种植物比较，总全氟化合物残留水平最高的是苜蓿。根据检测出的十一种全氟化合物，不论是全氟化合物单体的残留水平还是检出率，最高的植物都是苔藓。这说明在同种环境中，苔藓富集全氟化合物的能力远远高于其他几种植物，这与苔藓的结构有密切的关系，苔藓没有茎和叶的分化，没有真正的根，也不存在维管束组织，水分及营养的汲取都是依赖大气和干湿沉降，苔藓叶片腹背的两面都没有蜡质表层，因而气孔不能闭合，始终处于开启的状态，加上气孔的孔径可以让PM10及PM2.5等主要的大气颗粒物和超细颗粒物进入其中，有助于吸收空气中的污染物，所以苔藓表现出富集全氟化合物的明显优势。尽管地衣与苔藓一样，也能够指示大气污染物，不过地衣属于共生植物，它的组成是真菌和藻类，其中真菌会降解全氟化合物，这是地衣中全氟化合物的富集量比苔藓低的主要原因。选取的另外六种植物叶片中富集的全氟化合物的残留量低的原因是它们的叶片会随着季节的变化发生脱落，而且光照、温度、湿度等条件的变化会影响到叶片气孔的开闭，致使全氟化合物的富集时间有限，此外，它们的叶片表面都覆盖有蜡质表层，不容易吸收全氟化合物。

3 用典型植物检测环境中有机氟污染物的意义

很多对环境中污染物具有较强敏感性的植物都能够被用来监测环境情况，主要原理就是植物对污染物的富集作用，利用植物体内污染物的含量来衡量某一地区的污染情况是应用很广泛的环境监测方式。因而，通过典型植物来监测环境中有机氟污染物具有可行性。

4 结束语

在同样的环境下，苔藓与地衣、唐菖蒲、杜鹃、马尾松、银桦、樟树叶等植物相比较，能够更好的蓄积全氟化合物。无机氟是苔藓当中主要的氟化物，可以萃取有机氟当作辅助。文章针对我国某个地区全氟化合物的形成具体原因和分布状况进行了分析，以此说明通过典型植物监测环境中的有机氟污染物是可行的。因此，我们应当不断提升有机氟污染物的监测质量，在现有结论的基础上，完善监测手段，全面分析监测数据，以此为依据控制有机氟污染。

参考文献

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