水中污染物的危害 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王占生在《健康水》一書中提到，我國(guó)的有機(jī)污染物可分為天然有機(jī)物和合成有機(jī)物。
水中的腐殖質(zhì)等天然有機(jī)物與消毒劑氯反應(yīng)生成氯仿等消毒副產(chǎn)物，具有致癌風(fēng)險(xiǎn)，屬于一類污染。合成有機(jī)污染物主要包括三類：持久性化學(xué)品、內(nèi)分泌干擾物、藥品和個(gè)人防護(hù)用品。
其中，持久性化學(xué)物質(zhì)不易降解，存在時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)人體有毒。內(nèi)分泌干擾物類似于人體激素，會(huì)干擾生殖和生長(zhǎng)功能；降低人體免疫力；干擾神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致行為失控等異常行為。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家每5對(duì)夫婦中就有1對(duì)不育，中國(guó)每8對(duì)夫婦中就有1對(duì)不育。
藥物和個(gè)人防護(hù)用品中的抗生素會(huì)使水環(huán)境中的細(xì)菌變成超級(jí)細(xì)菌，導(dǎo)致患者死于抗生素?zé)o效。每年，美國(guó)有2萬(wàn)多人死于抗生素?zé)o效，中國(guó)有8萬(wàn)多人。更可怕的是，這些物質(zhì)大多屬于水分子污染物，采用目前傳統(tǒng)的凈化工藝很難被水廠有效去除，并會(huì)隨飲用水進(jìn)入人體，對(duì)健康構(gòu)成巨大威脅。
水中有機(jī)污染物的分類
有機(jī)污染物按其揮發(fā)性性質(zhì)可分為揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）、半揮發(fā)性有機(jī)污染物（SVOCs）和非揮發(fā)性有機(jī)污染物（NVOCs）。目前，水中的有機(jī)污染物主要是指前兩種。
①根據(jù)世界衛(wèi)生組織的定義，揮發(fā)性有機(jī)污染物是指常溫下沸點(diǎn)為50-25℃，飽和蒸氣壓大于133.32Pa的一類有機(jī)化合物，存在于空氣中在室溫下呈蒸氣形式。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為烷烴、芳烴、烯烴、鹵代烴、酯、醛、酮等八類。
此類有機(jī)污染物種類繁多，大多具有毒性，廣泛分布于水環(huán)境中。主要測(cè)定方法有：氣相色譜法[包括頂空氣相色譜法（HS-GC）、汽提捕集氣相色譜法（P&T-GC）等。]和氣相色譜-質(zhì)譜[包括頂空氣相色譜-質(zhì)譜(HSGC-MS)、汽提捕集氣相色譜-質(zhì)譜(P&T-GC-MS)等]。此外，還有分光光度法、滴定法等其他方法。
②半揮發(fā)性有機(jī)化合物通常是指沸點(diǎn)為170～350℃，蒸氣壓為10～7～0.1mmHg的一類有機(jī)化合物，能在氣相與固體顆粒之間形成一定的平衡?？諝?。 SVOC 包括多環(huán)芳烴、氯苯、硝基苯、鄰苯二甲酸鹽、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、亞硝胺、苯胺和苯酚。
這些化合物如果長(zhǎng)期與人接觸，會(huì)引起人體內(nèi)慢性中毒，引發(fā)癌癥，并直接影響生殖系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，甚至導(dǎo)致死亡。此外，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，可能對(duì)水體造成污染。
水中有機(jī)物的預(yù)處理方法
水中有機(jī)物含量低，為了獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，除了具有高靈敏度和高精度的測(cè)量?jī)x器和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)外，預(yù)處理是分析檢測(cè)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。預(yù)處理的目的是消除基質(zhì)的干擾，同時(shí)在富集過(guò)程中去除大量的水分，從而濃縮微量（或微量）待測(cè)有機(jī)物，從而達(dá)到符合判定要求。根據(jù)被測(cè)組分的性質(zhì)和富集的基本要求，采用不同的方法進(jìn)行富集。
1、吹掃捕集法：將水樣中的揮發(fā)性有機(jī)物用惰性氣體吹入裝有吸附劑的捕集管，然后加熱捕集管，反吹解吸，解吸的有機(jī)物進(jìn)入氣相色譜儀，探測(cè)。該方法具有無(wú)有機(jī)溶劑、進(jìn)樣量少、富集倍數(shù)高、基質(zhì)干擾小等優(yōu)點(diǎn)。商業(yè)設(shè)備可以自動(dòng)化，集成樣品分離、富集和樣品注射。吹掃捕集法的本質(zhì)是一種動(dòng)態(tài)頂空法。與靜態(tài)頂空技術(shù)相比，吹掃捕集時(shí)間短，靈敏度高，重現(xiàn)性好。該方法對(duì)沸點(diǎn)低于200℃、可被惰性氣體吹出的有機(jī)化合物，如鹵代烴、芳烴、揮發(fā)性烷烴、烯烴和氯苯化合物等有很好的富集效果。, 是環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有機(jī)物監(jiān)測(cè)應(yīng)用最廣泛的預(yù)處理方法之一。
2、頂空法：該方法是根據(jù)氣液平衡分布原理結(jié)合氣相色譜法發(fā)展起來(lái)的。具體方法是將樣品置于密閉系統(tǒng)中，保持恒溫，使上部（頂部）的氣體與樣品中的成分達(dá)到平衡，抽取上部氣體進(jìn)行樣品分析。頂空法適用于處理小分子量、低沸點(diǎn)（150℃以下）、揮發(fā)性有機(jī)物（水中溶解度<2%）。將該方法與色譜選擇檢測(cè)器結(jié)合使用，一般可以達(dá)到1×10-6g/L的水平。該方法不需要特殊設(shè)備，準(zhǔn)確度好，但受限于容器，樣品濃度比小，影響方法的靈敏度。此外，有限的頂空會(huì)改變每個(gè)樣品后的頭部空氣濃度，從而影響測(cè)量的精度。如果有合適的內(nèi)標(biāo)，可以提高方法的精密度，是一種很好的低分子量和揮發(fā)性物質(zhì)的富集方法。
頂空法一般可分為靜態(tài)頂空法和動(dòng)態(tài)頂空法。靜態(tài)頂空法用于檢測(cè)氣體樣品中含量大于氣相色譜檢測(cè)器檢測(cè)限的組分。動(dòng)態(tài)頂空法實(shí)際上是疏水富集法和頂空法的結(jié)合，可用于氣體樣品中的檢測(cè)成分。測(cè)定含量小于氣相色譜檢測(cè)限的組分。頂空法目前在我國(guó)、日本和歐洲廣泛使用。
3、液-液萃?。阂?液萃取技術(shù)的工作原理是根據(jù)水/有機(jī)溶劑相間非極性有機(jī)物的平衡分布，在水相中加入與水不混溶的有機(jī)溶劑，搖勻后，待測(cè)組分進(jìn)入有機(jī)相，其他不溶于有機(jī)溶劑的組分留在水中，達(dá)到分離富集的目的。該技術(shù)適用于提取和濃縮水體中的污染物?？奢腿「鞣N沸點(diǎn)階段的有機(jī)化合物，特別適用于分離富集水中揮發(fā)性弱、揮發(fā)性中等的有機(jī)化合物，如農(nóng)藥、酚類、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。
自動(dòng)液液萃取儀使用的溶劑要經(jīng)過(guò)凈化處理，否則溶劑雜質(zhì)會(huì)干擾測(cè)定。操作過(guò)程中有機(jī)溶劑與水樣的比例約為1:10，因此需要大量溶劑.由于在后續(xù)操作中需要將溶劑蒸發(fā)至1mL左右，因此溶劑本身的污染問(wèn)題比較嚴(yán)重，需要進(jìn)行嚴(yán)格且非常繁瑣的溶劑純化過(guò)程。
4、固相萃取法：固相萃取技術(shù)是將固定相（極性吸附劑、鍵合吸附劑、離子交換劑等）填充在一個(gè)小塑料管中，形成一次性的小色譜柱。用注射器將溶液注入色譜柱，然后用合適的溶劑洗脫分析物，其他干擾物質(zhì)留在色譜柱上。固相萃取是富集水中痕量有機(jī)物的理想方法。它最大的特點(diǎn)是對(duì)水的吸附很小，對(duì)大多數(shù)，尤其是極性較小的有機(jī)物的吸附平衡系數(shù)很大。 SPE方法的優(yōu)點(diǎn)是處理的水樣量大（一般幾百毫升到幾升），大大提高了檢測(cè)靈敏度。
常用的固定相是C18吸附樹脂。在中性條件下，C18固相萃取柱主要萃取非離子疏水有機(jī)物。在實(shí)際使用中，還可以將水樣分別調(diào)至pH 2、pH 7和pH 12，以提取有機(jī)酸、非極性有機(jī)物和有機(jī)堿。雖然 C18 固定相色譜柱對(duì)大多數(shù)有機(jī)物的回收率較高，但根據(jù)分析的目標(biāo)物質(zhì)選擇色譜柱可以進(jìn)一步提高回收率。由于固相萃取技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化，不需要繁瑣的純化程序，應(yīng)用時(shí)的操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，省力。
5、固相微萃?。⊿PME）：固相微萃取主要用于揮發(fā)性或半揮發(fā)性有機(jī)物的取樣。與安裝在氣相色譜進(jìn)樣器前的熱蒸發(fā)裝置配套使用，可直接傳導(dǎo)揮發(fā)性有機(jī)污染物。定量分析。 SPE 的最大優(yōu)點(diǎn)是萃取或洗脫不需要有機(jī)溶劑，采樣以被動(dòng)方式進(jìn)行，需要將 SPME 裝置浸入水中或處于頂空位置，達(dá)到液/固或氣固平衡取出。水中目標(biāo)物質(zhì)濃度的量化是根據(jù)有機(jī)物在SPME/水（或氣體）中的分配系數(shù)進(jìn)行的。