長江某斷面揮發(fā)性有機污染物監(jiān)測淺析

劉 偉，翟崇治，劉 萍，余家燕，肖志軍

（重慶環(huán)境監(jiān)測中心，重慶401147）

長江是中國水量最豐富的河流，多年平均年徑流量9 616×108m3，約占全國河流徑流總量的36%，為黃河的20倍［1］。作為重要的生產(chǎn)、生活用水來源的長江，其水質(zhì)的好壞也日益受到關(guān)注。長江重慶段Z斷面多年來水質(zhì)情況良好，近年來隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，部分揮發(fā)性有毒有機污染物也開始出現(xiàn)。這類物質(zhì)的日益增多會帶來嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題。水中VOCs，特別是其中的低分子鹵代烴和苯系物均已列為許多國家的環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測污染物。選擇重慶長江Z斷面，對其進(jìn)行監(jiān)測，有利于及時了解掌控其斷面的水質(zhì)情況。

1 樣品采集與分析

1.1 樣品采集

由于VOCs的沸點較低、揮發(fā)性強，而且地表水中VOCs的含量較低，因此需要合適的富集濃縮，采用的方法是吹掃捕集（purge—and—trap）［2－4］和直接頂空進(jìn)樣技術(shù)進(jìn)行取樣。此次實驗每天4h 1次采集地表水樣。水樣先沖洗2L的采樣杯（食品級透明PVC材料），之后采集2L地表水樣，再用氬氣吹掃濃縮。當(dāng)氬氣氣泡上升時，一部分VOCs被氬氣吹脫將從水相變?yōu)闅庀啵诓蓸庸茼敳勘粌x器內(nèi)部采樣泵引入儀器內(nèi)，并被儀器內(nèi)置濃縮阱吸附濃縮。然后由加熱濃縮器和逆向載氣流將VOCs解吸后進(jìn)入儀器的色譜柱進(jìn)行分離，然后利用MAID檢測器檢測，通過建立好的標(biāo)準(zhǔn)曲線對每種VOC進(jìn)行定性定量分析，生成檢測報告。

1.2 試劑

飲用水中揮發(fā)性有機化合物分析用標(biāo)準(zhǔn)溶液：18種VOCs，各化合物濃度為2 000mg／L，標(biāo)樣為SPEX CertiPrep Group公司生產(chǎn)的，編號XQ－4 406。標(biāo)樣的溶劑是甲醇，濃度為2 000mg／L。

1.3 儀器設(shè)備

INFICON CMS 5 000全自動VOCs監(jiān)測系統(tǒng)。

1.4 分析條件和過程

100%二甲基聚硅氧烷，0.32mm內(nèi)徑的色譜柱。不銹鋼閥體／Teflon膜片，柱模件溫度55°C～200°C，載氣為氬氣，純度為99.999%，氣壓為414～689kPa。分析過程如下：制造頂空捕集時間為5s，吹掃捕集時間為30s，采樣時間為60s，閥溫為50℃，內(nèi)標(biāo)溫度為55℃，檢測器溫度為80℃，內(nèi)置減壓閥溫度為55℃。程序升溫起始溫度60℃，保留1min后，以4℃／min升溫到90℃，再以6℃／min升溫到135℃，最后以20℃／min升溫到200℃，保留45s，升溫過程共持續(xù)20min。

2 結(jié)果與討論

監(jiān)測時間為2010年1月1日－2010年11月25日。除異常情況外，每天測試6次，把這6次的測試值進(jìn)行平均，得出日平均值。一共測試254d，就這254d的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出長江Z斷面的地表水VOCs監(jiān)測情況（見表1）。

表1 檢出率及檢出的物質(zhì)的平均質(zhì)量濃度

2.1 檢出的VOCs種類

表1表明，檢出VOCs 7種，主要為鹵代烴、苯系物。揮發(fā)性鹵代烴的種類在檢出的VOCs中所占的比例最高，達(dá)71.4%，其次是苯系物。

2.2 檢出的VOCs濃度

從表1可看出，這18種VOCs中，只有二氯甲烷、三氯甲烷、1，2－二氯乙烷、苯、三氯乙烯、甲苯、四氯乙烯這7種有檢出，檢出率最高的是三氯甲烷，達(dá)到14.9%。其次是四氯乙烯，達(dá)到6.3%。由此可見，其檢出率很低，說明長江Z斷面受到VOCs的污染種類比較少。從檢出的平均質(zhì)量濃度看，1，2－二氯乙烷的檢出平均質(zhì)量濃度最大為0.004 13mg／L，是GB 3838－2002中1，2－二氯乙烷標(biāo)準(zhǔn)限值濃度的13.7%，遠(yuǎn)沒有超標(biāo)。

2.3 檢出的VOCs相關(guān)性

由于這18種有機物總體檢出率都很低，研究任意2種有機物的濃度的相關(guān)性意義不大，因此只列出檢出率最高的2種有機物三氯甲烷和四氯乙烯的相關(guān)性數(shù)據(jù)（見圖1）。

圖1 三氯甲烷濃度和四氯乙烯濃度的相關(guān)性

如圖1所示，三氯甲烷和四氯乙烯之間相關(guān)性較差，其R2為－0.0752，由此說明這2種檢出率最高的VOCs來源不一致。

2.4 檢出的VOCs濃度的季節(jié)變化

分析這18種VOCs中所檢出的7種VOCs的質(zhì)量濃度的月均值（見圖2）。

圖2 7種VOC月均質(zhì)量濃度

如圖2所示，6－8月份所有的VOCs均為未檢出。說明夏季在水溫和氣溫都較高的情況下溶解在水中的VOCs濃度很低。

3 結(jié) 論

通過對重慶長江斷面地表水中18種VOCs的檢測分析表明，揮發(fā)性鹵代烴為主要污染物，但是存在量都符合我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；其他揮發(fā)性有機污染物的量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我國的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。檢出的有機物質(zhì)量濃度的季節(jié)變化大，夏季幾乎都未檢出。在檢出率最高的2種物質(zhì)三氯甲烷和四氯乙烯之間相關(guān)性較差。考慮到隨著工業(yè)的發(fā)展，有機污染問題會日漸突出，因此應(yīng)該給予高度關(guān)注。

［1］ 虞孝感.長江流域可持續(xù)發(fā)展研究［M］.北京：科學(xué)出版社，2003：489.

［2］ 葛 萍，韓鴻印，張俊剛，等.吹掃捕集－氣相色譜法測定水中苯系物［J］.化學(xué)分析計量，2005，14（2）：32－33.

［3］ 張 嵐，蔣 蘭，鄂學(xué)禮，等.飲用水中痕量揮發(fā)性有機物吹掃捕集－氣質(zhì)聯(lián)用測定法［J］.環(huán)境與健康雜志，2008，25（5）：431－432.

［4］ 甘鳳娟，陳硯朦.吹掃捕集－毛細(xì)管氣相色譜法測定飲用水中的揮發(fā)性有機物［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2008，18（1）：92－93.