環境有機污染物檢測技術及其應用

徐海妹

摘要：環境有機污染物檢測技術作為檢測環境污染的有效手段，為我國環境保護工作提供了有效的數據。文章對環境有機污染物檢測技術的發展和現狀進行了研究，并介紹了有機污染物檢測技術的應用，通過規范環境有機污染物檢測方法，保證檢測結果的正確，使有機污染物檢測技術更加科學、合理。

摘要：環境保護；環境有機污染物檢測技術；環境污染；批量檢測；色譜法 文獻標識碼：A

中圖分類號：X830 文章編號：1009-2374（2015）33-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.045

1 環境有機污染物檢測技術的發展和現狀

到20世紀初，世界經濟的發展使環境污染問題越發嚴重，許多國家開始有機污染研究工作，并且有機污染物檢測技術得到快速發展。但是在這個時期，由于我國還沒有開始注重有機污染物，導致我國有機污染檢測的技術發展較為緩慢。近幾年，隨著我國改革開放政策的展開，我國經濟快速發展，但是也帶來了嚴重的環境污染問題，為此我國開始逐漸認識到有機污染物檢測技術的重要性，國家提出“經濟可持續發展”的方針，引進國外先進的有機分析設備，學習國外的先進檢測經驗，這些手段極大程度上彌補了我國有機污染物檢測技術的空白。近幾年，雖然我國也已經開始重視環境有機污染物檢測技術的研究，但是我國技術研究起步較晚，對有機污染物檢測技術研究的基礎不扎實。另外，有機分析程序比較復雜，這導致我國的有機污染物檢測技術的先進性與其他先進國家相比，分析技術和承擔批量檢測的能力還存在很大差距，有機污染物檢測技術還存在很大缺陷，無法確保有機污染物檢測技術有切實可行的檢測系統。

2 有機污染物監測技術的應用

由于有機物采樣地點和有機物特點的不同，只有選擇具有代表性的有機樣品，才能保證檢測數據的準確性。另外，因為有機物種類繁多，所以在采樣前要做好詳細的采樣計劃。技術人員在采樣的時候要根據有機物類別的不同，選擇不同的采樣方式。

2.1 水體有機污染物濃度檢測方法

部分水體有機污染物對紫外線的吸收能力較強，因此技術人員可以利用紫外吸光度檢測水體中的有機污染物濃度。紫外線光譜檢測的核心除了利用偏最小二乘、主元回歸、支持向量機等方法建立回歸模型，更需要以導數、光滑、標準正態變量等方式對光譜的數據進行處理。另外，由于紫外光譜結果經常受到樣品背景、樣品狀態、散光和散射等因素的影響，導致檢測結果不準確。因此，為了保證結果的準確性，在建設模型之前要消除這些干擾因素的影響。

2.1.1 建立模型。

第一，偏最小二乘。通常情況下，偏最小二乘處理輸入光譜矩陣X和輸出COD濃度矩陣Y用同一種方法。為了解到矩陣Y對矩陣X分解時的影響，一般都將兩者直接關聯起來。另外，要對成分進行選擇是偏最小二乘算法的關鍵，如果選擇成分不當會影響對訓練樣品的擬合度，導致模型的預測不精確。

第二，主元回歸。為了降維，以排除光譜信息中相互重疊的信息，通常轉換光譜矩陣，形成原變的線性組合，并選取最為主要的成分進行多元線性回歸，同時要注意對有用成分的保留，防止模型出現誤差。

第三，支持向量機。支持向量機是將數據集映射到高維特征空間，在高維空間中求解凸二次規劃問題，即兩類樣本的最優超曲面，求解一組線性方程來找出最優分類超曲面，提高求解速度。

2.1.2 數據處理。

第一，導數預處理主要是通過原始光譜中的幾個點劃分一個大小合宜的范圍，并且根據這個范圍內的數據進行導數計算求出導數光譜，以此解決檢測中基線漂移和光譜背景干擾等問題，并且在一定程度上防止光譜之間的疊加和干擾問題，提高光譜的分辨率。另外，為了減緩采用導數光譜出現的噪聲影響，技術人員一般將導數處理分為一階導數和二階導數方法。

第二，平滑處理也是用原始光譜中的幾個點劃分為一個大小適宜的范圍，并且通過這些點對平滑范圍內的數據進行擬合或者平均，為保證平滑處理的效果，要將平滑窗口向后移動一位將窗口并且不斷重復上述操作。

第三，標準正態變量。為了消除光程變化、散射和顆粒大小之間的干擾可以利用一下變化公式：

式中：Xi是第i個樣品的平均值；m為紫外光譜曲線的波長點數（變量個數），i是樣本數。

2.2 室內空氣中揮發性有機化合物污染及檢測方法

在檢測前，為提高檢測的靈敏度，通常要將氣體濃縮，將檢測限制降低到最小。

2.2.1 比色管檢測。在眾多的檢測方法中，比色管檢測法只能夠大概地檢測TVOC含量。這種方法是利用被檢測氣體與顯色劑反應，并且通過顯色長度來直接、大概地判別有害氣體的濃度，這種檢測結果精確度差，結果只能作為一種參考。

2.2.2 光電離檢測。將待檢測樣品引入離子室并且曝光一定能量在紫外燈下，使紫外線的能量能夠激活待測物，離子就被收集在采集電極上。收集離子時的電流增加，電流值與當前混合物的濃度成正比，在用電流值進行比對得出氣體有機污染物的濃度。

2.3 土壤固廢有機污染物檢測方法

土壤固廢檢測的主要任務是對檢測物的毒性和污染程度進行分析，當檢測液體中大部分是有機物并且液體是有顏色的時候可以采用這種檢測方法。

（1）可以先采用翻轉法、水平震蕩法將采集的土壤固廢制作成檢測液體；（2）在燒杯中加入200～300mL的檢測液體，加5mL HNO3到燒杯中加熱，并且在燒杯上蓋上表面皿，直至有機物分解為氮氫化合物為止，冷卻；（3）再在燒杯中加入10mL的60%的HClO4繼續加熱，若當HClO4變成白煙，就可以理解為有機物完全分解，當液體只有1～2mL的時候，冷卻液體產生結晶；（4）加入50mL溫水稀釋，再加熱數十分鐘，用濾紙過濾不容物，檢測濾液中含有的有機污染物。

2.4 土壤中持久性有機污染物檢測方法

色譜法是檢測土壤中持久性有機污染物最常用的方法。由于不同的物質在固定相和流動相中不同的分配，導致其物質有不同的流動相速度，從而使混合物中不同的成分在固定相上分離。因此為了使檢測更加準確，在對持久性有機污染物檢測的時候，在固定相和流動相之間使待分離物質分子均衡分配。根據檢測物的不同，技術人員通常使用的色譜法有高效液相色譜法、氣相色譜法、超臨界流體色譜等。

3 結語

環境有機污染物檢測技術是實現我國經濟可持續發展過程中必不可少的一部分。為了提高我國的有機污染物檢測技術水平，我國要引進國外先進的研究經驗和檢測設備，根據國情實現對有機污染物檢測技術進行研究，運用科學的技術實現有機污染物檢測的高效、低污染甚至是無污染，更新、完善環境有機污染物分析技術的發展。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）