1. 为什么要检测土壤中的苯系物?
苯系物广泛存在于石油、化工、焦化、加油站、油漆制造和使用等行业。它们具有:
毒性:许多苯系物具有“三致”效应(致癌、致畸、致突变),尤其是苯,是强致癌物。
挥发性:容易从土壤中挥发到空气中,造成室内外空气污染,通过呼吸危害人体健康。
迁移性:能溶于水并在土壤中迁移,可能污染地下水。
因此,检测其浓度对于场地环境调查、风险评估、修复目标制定和修复效果评估至关重要。
2. 核心测定方法:气相色谱法
土壤中苯系物浓度的测定主要依赖于 气相色谱法,通常配备不同的检测器。
GC-FID:气相色谱-氢火焰离子化检测器。对碳氢化合物响应好,但定性能力稍弱。
GC-MS:气相色谱-质谱联用仪。这是目前最常用、最权威的方法。MS检测器可以提供化合物的“指纹”信息,定性非常准确,能有效排除复杂基质干扰。
标准方法依据:
在中国,主要遵循 《土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空/气相色谱-质谱法》HJ 642。美国则常用US EPA 8260D等方法。这些标准方法规定了从采样到分析的全过程。
3. 测定流程详解(以HJ 642标准方法为例)
测定土壤中苯系物的关键在于防止样品挥发和交叉污染,整个过程要求迅速、低温。
第一步:样品采集与保存(最关键的一步)
采样工具:使用非扰动采样器(如土壤取样钻)采集原状土芯。
样品瓶:使用预先加入甲醇或水作为保护剂的40mL棕色玻璃瓶(带聚四氟乙烯衬垫的螺旋盖)。
目的:甲醇可以抑制微生物活动,并更好地将苯系物从土壤中提取出来;棕色瓶避光;聚四氟乙烯衬垫可防止挥发。
采样过程:
快速将土壤样品转移至样品瓶中,填满整个瓶空间,不留顶部空间。
立即密封,并贴上标签。
保存与运输:
样品必须在4°C以下低温避光保存。
尽快(通常在24-48小时内) 送达实验室进行分析。
第二步:实验室分析(顶空-气相色谱/质谱法)
样品制备:
在实验室内,称取约2g土壤样品(精确到0.01g)迅速转移至一个20mL的顶空瓶中。
立即密封。
顶空进样:
将顶空瓶放入顶空进样器中,在特定温度(如80°C)下加热一定时间,使土壤中的苯系物挥发到瓶顶部的空气中(即“顶空”)。
然后,用注射器自动抽取顶空气体,注入气相色谱仪。
气相色谱分离:
样品在色谱柱中随载气移动,由于各苯系物在固定相和流动相之间的分配系数不同,它们在色谱柱中被分离开,并按不同时间(保留时间)流出色谱柱。
质谱检测与定量:
流出的组分进入质谱仪,被离子化后,根据其质荷比进行分离和检测。
通过比对样品中各组分的保留时间和质谱图与标准物质的匹配度来定性。
通过测量特征离子的峰面积或峰高,与已知浓度的标准曲线进行比较来定量,最终计算出土壤中每种苯系物的浓度。
来源:网络
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