有机分析化学在环境监测中的应用

姚静 辽宁标普检测技术有限公司 徐志伟 辽宁通正检测有限公司

一、引言

有机分析化学在环境监测分析中具有十分重要的作用，可以对有机物污染物进行的定量和定性分析。环境监测中的定性分析主要用于鉴别未知物，定量分析可分析物质的浓度，含量；二者相互补充、相辅相成，使对污染物的分析更加科学，准确。

二、有机分析在水质监测中的应用

水质环境监测中，有机污染物是重要的监测对象，主要检测分析方法有气相色谱法、液相色谱法、气相色谱-质谱联用法等。气相色谱法主要利用各组分在固定相和流动相之间的分配系数的差别对有机物进行分离，分离后通过外标法绘制曲线，定量分析污染物的含量。液相色谱法主要是基于各组分对固定相和流动相亲和力的差别分离混合物，外标法定量分析。气相色谱-质谱联用法是气相色谱法和质谱法联用方法，气相色谱对有机物具有有效的分离，质谱则是准确鉴定化合物的有效手段，可以用于定性分离测定复杂的混合物。主要应用以上测定的污染物有三氯甲烷、四氯化碳、三溴甲烷、二氯甲烷、苯等挥发性有机化合物（常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物）；氯苯、三氯苯、苯胺、三氯酚等半挥发性有机物（常温下，沸点170℃至350℃的各种有机化合物），有机氯农药、有机磷农药等。

水质样品可通过吹扫捕集、顶空进样、液液萃取等前处理后，进入气相色谱、液相色谱、气相色谱-质谱等进行定性、定量分析，确定有机污染物的性质和浓度，有效控制有机污染物的排放，减轻环境污染。

三、有机分析在土壤监测中的应用

我国土壤环境部分地区污染较为严重，国家制定了土壤环境质量标准，以保证农产品质量和人居环境安全为出发点，坚持预防为主、保护优先、风险管控。对污染物指标和浓度进行风险管控。其中，有机污染物为重要指标。建设用地土壤污染风险管控标准内45 项基本项目中包含27 种挥发性有机物，11 项半挥发性有机物；其他项目中包含4 项挥发性有机物，10 项半挥发性有机物，14 项有机农药类，4 项多氯联苯、多溴联苯和二噁英类，1 项石油烃类。农用地土壤污染风险管控标准内其他项目考汉3 项有机污染物。有机污染物的测定分析方法主要使用气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法等。挥发性有机物的检测主要是将土壤样品中的挥发性有机物通过吹扫捕集进样器富集与捕集管中，在将捕集管加热反吹出来，被热脱附出的有机物进入气相色谱分离，用质谱检测器检测，质谱检测器根据保留时间、特征离子、总离子流色谱图等进行定性，内标法定量。

四、有机分析在环境空气和废气监测中的应用

空气污染是我国近年环境污染治理的主要方向，空气污染物中有机污染物占主要部分，分析有机污染物一般采取有机分析等方法。挥发性有机物监测为环境空气和废气监测的重点。目前我国挥发性有机物实验室的监测方法主要有固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法、罐采样/气相色谱-质谱法、热解析/气相色谱法、溶剂解析/气相色谱法等。固相吸附-热脱附主要是选择填充了吸附剂的吸附管直接采集污染物中的挥发性有机物，再将吸附管内的挥发性有机物解析出来，吸附剂一般选择比表面积大、孔隙率高、吸附容量大、吸附选择性强、有足够的机械强度、热稳定性和化学稳定性好，易于再生和活化，常用的吸附剂包括GDX501、GDX101 或GDX201，可以选择单一的一种或者几种混合使用，适用于不同的挥发性有机物。罐采样的方式，不锈钢罐内壁经过惰性化处理后能检测碳含量低的挥发性有机物和较低含量的挥发性有机物，减少的采样容器的吸附，次方法可用于分析环境空气中丙烯、丙酮等67 种挥发性有机物。气相色谱质谱法对于分析有机污染物有很大的优势，可以通过全扫描的模式进行，以目标物的保留时间、辅助定性离子和定量离子间的丰度比与标准中目标物对比来定性，也可以选择谱图库搜索对挥发性有机物定性。质谱法测定多种有机物有限选择内标法定量，以纯物质的量为标准，对比测定待测组分的含量，内标法的测定结果较为准确，可以在一定程度上消除操作条件的影响，也可以抵消进样体积，流动相，检测器等影响。

除了色谱法可以分析有机污染物外，分光光度法也可以分析一下常见的有机污染物，例如：甲醛、苯胺类、硝基苯类等。甲醛官能团中的羰基可以和乙酰丙酮、酚试剂等作用能够发生显色反应，从而根据显色反应的吸光度测定物质的含量；苯胺类中的官能团能够与亚硝酸钠发生重氮化反应后与盐酸萘乙二胺偶合生成紫红色的化合物，通过分光光度法定量分析；硝基苯类化合经过由锌粉反应还原成苯胺，在进行测定。分光光度法的分析原理是对特征官能团的反应，不具有特异性，对一类化合物的均可使用检测。

五、有机分析在其他领域监测中的应用

环境检测领域除了上述水质、土壤、环境空气和废气，还有固体废物、海水、海洋沉积物等领域。此部分有机物污染物分析涉及分析方法有（紫外）可见风光光度法、色谱法、质谱法等分析方法，对特征功能团或者单一物质进行定量分析，从而控制污染物的排放量，减轻环境污染。

六、结束语

综上所述，随着我国经济的不断发展，工业和农业也得到较为成熟的建设，极大提高了人们的生活水平。环境污染是重中之重，我国也制定了很多有机化学污染物的分析方法，用于测定污染物性质，污染物含量，主要的分析方法侧重于色谱/质谱的方法，此类方法灵敏度高，样品用量少，分析速度快，质谱法既能定量又能定性，应用范围较广。