如何监测水环境中有机污染物？ 【网络研讨会--环境有机污染物研究新进展】

水环境中的有机污染物进行监测是我国环境监测领域的重要部分，所得的监测分析结果可为水环境污染的治理与水质改善提供依据。今天咱们就对水环境中有机污染物的监测展开来分析，希望能对做环境监测的小伙伴有所帮助。

水是人类赖以生存的基础资源之一，不止人需要水，动物和植物同样离不开水，所以保护水资源环境不受污染显得尤为重要。在地球上，水占70%以上，而淡水仅占总水量的2.7%左右，且绝大部分为深度在地下750m以下的地下水，能够被利用的淡水资源相对较少，主要为河流、湖泊等水环境中的淡水资源以及埋深较浅的地下水资源，仅为淡水总量的1%左右，并且还有不断减少的趋势。如果水环境遭到有机物污染，则会对利用造成影响。

水环境中有机污染物的主要来源

有机污染物可细分为天然和人工合成两大类，二者的形成原因有所区别。其中，天然有机物是自然循环的代谢产物，比较常见的有藻类、木质素以及腐殖质等。部分有毒有害的污染物会将天然有机物作为附着的载体，它们借助地面径流进入水环境中。而人工合成类有机物的种类要远远多于天然类，这部分有机物会通过各种生产活动及人类的日常生活进入水环境中，从而对河流水系、地下水造成污染。水环境有机污染物的主要来源为工业生产过程中排放的废水、生活污水、农药残留等。有机污染物进入水体，不但会对水环境造成污染，而且会对自然生态环境的平衡造成严重破坏。

有机污染物的特点及危害

水环境中的有机污染物具有如下特点：污染源比较多，分布范围广，污染物成分十分复杂且种类较多。大量污染源通过多种途径进入地表和地下水环境，导致水环境的有机物污染变得越来越严重。

截至目前，原水中检测到的有机污染物已经超过2500种，其中具有代表性的有以下几类：多环芳烃类、多氯联苯类、邻苯二甲酸酯类、酚类、醚类以及农药等。在水环境中，绝大多数的有机污染物都很难被生物降解，因其在水体中的分布比较广泛，所以即便通过净化的方法进行处理，也或多或少地会有所残留。生物积累性是水环境中有机污染物具有的一个共性特征，尽管浓度不高，但它们能够借助食物链完成富集，由此会对整个生态环境和人体健康带来危害。因此，有必要对水环境中的有机污染物进行监测，为水环境的治理和改善提供依据。

常用的监测方法

目前，在水环境有机污染物的监测中，较为常用的方法有气相色谱质谱法、液相色谱质谱法等。

1、气相色谱质谱法

气相色谱质谱法简称GC-MS，是气相色谱法与质谱法联用的一种方法，气相色谱质谱联用仪是该方法的主要仪器设备。当具有多组分的混合样品进入色谱柱后，因吸附剂对样品中各个组分具有不同的吸附能力，所以经过一定时间后，样品中各个组分在色谱柱上的运行速度会出现明显的差别，一些吸附力比较弱的组分会被解吸下来，离开色谱柱进入检测器内，部分具有较强吸附力的组分很难被解吸，最后会离开色谱柱，使得各个组分在色谱柱中完成分离，并按照一定的顺序进入检测器内。

气相色谱质谱联用仪具有如下特点：分离能力强；对未知的化合物具有鉴定能力；仪器本身采用的是生态运行模式，由此可降低待机时的能耗及不必要的载气消耗；具备实时采集功能，可获得准确的定量结果。正因如此，该方法在环境保护等领域得到广泛应用。

2、液相色谱质谱法

液相色谱质谱法简称LC-MS，其以液相色谱对样品进行分离，并以质谱对分离后的样品进行检测，液相色谱质谱仪是该方法主要的仪器设备。液相色谱仪会对样品中各组分进行分离，经相应接口导入质谱仪内，通过电子轰击离子源后，会生成具有一定质荷比的碎片离子，这些碎片离子可由质量分析器分离后进行检测，然后利用计算机系统处理所得的检测结果，便可得到样品中单一组分的质谱图，据此可对该组分的结构进行鉴定。

液相色谱质谱法具有如下优点：分离能力强，自动化程度高，分析结果可靠。但是，其也存在一些缺陷，例如，需要在样品组分进入离子源前进行溶剂去除，如果组分的沸点与溶剂接近，便无法进行检测。同时，溶剂很难全部挥发，从而给分辨增添了难度，这在一定程度上限制了该方法的应用。

水环境中有机污染物的监测实例

1、监测对象的基本概况

本文选取万山湖作为研究对象，该淡水湖位于河南省郑州市荥阳市境内，水域面积约为106.6hm2。受地形条件的制约，该湖泊的流域水系呈现出放射状，整个流域内的水网密度相对较大，相关资料显示，万山湖的主要水源为索须河。万山湖流域内的自然生态环境特征具有较为明显的特殊性，随着城市化进程的逐步加快，工业、农业、旅游业等产业快速发展，各类水利工程兴建也产生一定的副作用，使得万山湖受到一定程度的污染，富营养化趋势较为明显，由此对当地居民的饮用水安全造成影响。相关监测结果表明，万山湖的入湖河流存在一定程度的污染，其中索须河的污染比较严重，超出了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)的要求，氨氮是主要的超标指标。

2、有机物污染产生的原因

调查发现，在万山湖的污染物中，有机物占比较大，同时，TN(总氮)和TP(总磷)均严重超标。导致万山湖水环境污染的主要原因如下。

（1）水域封闭

万山湖仅有一个出水口，导致水域封闭，致使水体的交换能力较差，造成大量有机物长期滞留于湖中，对水体造成污染。

（2）污染物注入

万山湖流域内的产业结构较为复杂，以工业企业居多，工业废水排放量较大，对湖泊水质造成一定的影响。除工业废水之外，还有大量的生活污水排入湖中。不仅如此，农业生产中，化肥和农药的施用量逐年增大，未被吸收和降解的农药、化肥随地表径流进入湖中，进一步加剧了水环境的污染。

3、有机污染物的监测分析

针对万山湖中的有机污染物和水生生物体内的多环芳烃，比照着运用GC-MS进行定量监测，并对监测过程中得到的信息进行分析，为该湖泊水环境的污染防治提供依据。

(1)试样采集。从湖中捕捞四种鱼类作为水生生物样本，编号后，带回实验室进行冷冻保存;挥发性和半挥发性水样直接从湖面0.5m以下进行采集。其中，挥发性水样通过预先净化处理的采样器进行采集，并将采集的水样装入干净的瓶中，要保证装满并进行密封。水样应在较短的时间内运回实验室进行冷藏，温度控制在4℃。水样的采样点共计6处，以1#～6#来表示，分别为有机物污染较为严重的西半湖湖心区和5条污染较为严重河流的入湖区。

(2)试剂与仪器。本次试验使用的主要试剂有二氯甲烷、正已烷、氯化钠、无水硫酸钠、三种标准溶液以及相关的替代物等。试验仪器采用的是气相色谱质谱联用仪、捕集仪、浓缩仪、凝胶色谱仪以及多功能振荡器等。

(3)试样处理。水样的处理方法如下：从现场采集回来的水体样本中，准确称取1000mL，装入容量为2L的分液漏斗中，然后向漏斗内加入氯化钠30g，经充分溶解之后，再加入二氯甲烷50mL，放入多功能振荡器中进行振荡处理，时间控制在10min，取出后静置5min，对二氯甲烷层进行分离，随后重复以上操作步骤，完成二氯甲烷相合并;将无水氯酸钠加入到合并好的二氯甲烷相中，轻轻摇晃之后，放置20min，并进行过滤处理，用浓缩仪将滤液浓缩到1.0mL后，加入正已烷继续进行浓缩，定容至1.0mL后，使用气相色谱质谱联用仪对样品进行分析。

生物样本的处理方法如下：将冷冻的鱼解冻，称取20g鱼肉，搅碎后加入无水硫酸钠去除掉鱼肉中的水分，放入三角瓶并向瓶中加入二氯甲烷100mL，进行浸泡，时间控制在24h左右，随后置于振荡器中进行振荡提取，静置5～10min，进行过滤，并对滤液进行浓缩和净化处理，最后使用气相色谱质谱联用仪对样品进行分析。

（4）样品GC-MS分析监测

首先，在对样品进行GC-MS分析监测的过程中，需要对具体的分析条件进行确定。其中，挥发性有机污染物的测定条件如下：色谱柱为石英毛细管柱，柱体温度为35℃(4min)、220℃(1min)，样品进口处的温度为160℃，采用不分流的方法进样，时间为1min，将10mL的水样注入吹扫管内，通过氮气进行吹扫，时间为10min。使用气相色谱质谱联用仪进行分析监测前，可以借助四溴氟苯和十氟三苯基膦，对仪器设备的性能进行检查，看是否与相关的指标要求相符，确认符合后，便可进行分析测定。

其次，对挥发性和半挥发性化合物的标准曲线进行绘制。具体做法如下：将标准溶液配制成水溶液，然后进行GC-MS分析，绘制出化合物浓度对质谱的响应值曲线，如图1和图2所示。

最后，对经过预处理的样品进行GC-MS分析，由此可得到样品的质谱图，这样便可得到最终的测定结果。

4、有机污染物的监测结果分析

在本次监测中，样本中挥发性有机污染物的检出率为34%，其中主要的污染物为苯系物，检出率为67%，2#监测点样本的检出浓度最高，该监测点为索须河入湖区，苯系物的主要成分为甲苯和二甲苯;样本半挥发性有机污染物中，检出率最高的为酞酸酯类，以邻苯二甲酸类物质居多，检出浓度为5.6～13.3μg/L，检出率为100%，除此之外，还检出少量的硝基苯，各个监测点均存在不同程度的有机物污染。在6个监测点的样本中，均检出多环芳烃，总量为32.2～146.9ng/L。监测区域内多环芳烃的总量分布情况如图3所示。

由图3可以看出，2#测点的多环芳烃最高，该监测点为索须河入湖区，萘和菲是水体中多环芳烃的主要污染物。

通过本次监测可以认为，该湖泊的有机污染物以苯系物和多环芳烃为主，主要污染来源为索须河。经调查后得知，该入湖河流的沿线有多家工业企业，排放的工业废水对河流造成污染，河水流入湖泊，对湖泊造成污染。

结语

水资源作为人类生存中不可或缺的物质基础之一，其重要性不言而喻。如果水环境遭受有机物污染，将会对水质造成严重影响。为此，有必要对水环境中的有机污染物进行监测，依据监测结果，采取有效的治理措施，借此来改善水环境，保证人们的饮水安全。本文以河南省郑州市的万山湖作为研究对象，通过监测点的设置和现场采样，运用GC-MS进行分析，得出该湖泊水体中的主要污染物并找到污染源，期望能够对污染整治有所帮助。

文章来源：实验与分析

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