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多氯联苯、多环芳烃等海水有机污染物检测方法

2025-09-09     来源:本站     点击次数:110

海水是海洋生态系统的核心载体,承载着渔业资源供给、气候调节、航运交通等多重功能,而有机污染物的入侵正持续威胁其生态安全。多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)、挥发性有机物(VOCs)、半挥发性有机物(SVOCs)是海水中典型的持久性有机污染物,主要通过工业排污、船舶泄漏、大气沉降、地表径流等途径进入海洋 ——PCBs 曾广泛用于电器绝缘油,虽已禁用但因强稳定性长期残留;PAHs 多来自石油燃烧与溢油;VOCs(如苯、氯仿)易挥发且毒性强;SVOCs(如邻苯二甲酸酯、有机氯农药)则易吸附于悬浮颗粒并富集于生物体内。这些污染物具有 “三致” 效应(致癌、致畸、致突变),可通过食物链逐级放大,最终危害人类健康(如食用受污染海产品可能引发肝脏损伤、神经系统疾病)。因此,开展海水有机污染物检测,是排查海洋污染源头、评估生态风险、保障海产品安全的关键手段。

一、检测项目

(一)核心检测项目

多氯联苯(PCBs)检测:PCBs 是由氯原子取代联苯分子中氢原子形成的一类化合物,共 209 种同系物,其中 12 种被列为优先控制污染物。采用气相色谱 - 质谱联用法(GC-MS) 测定,可精准识别不同同系物含量。

多环芳烃(PAHs)检测:PAHs 是由 2 个及以上苯环构成的芳香族化合物,常见 16 种优先控制 PAHs(如苯并 [a] 芘、萘、荧蒽)。采用高效液相色谱法(HPLC) 或气相色谱 - 质谱联用法(GC-MS) 测定,HPLC 适用于高沸点 PAHs(如苯并 [a] 芘),GC-MS 则可同时检测多组分 PAHs。海水中 PAHs 主要源于石油污染与燃烧排放,如船舶通航密集区 PAHs 含量可达 0.5-2μg/L,远超一类海水限值(≤0.002μg/L,苯并 [a] 芘单独限值);石油溢油事故后,PAHs 含量可骤升数十倍,需通过检测评估污染扩散范围。

挥发性有机物(VOCs)检测:VOCs 是沸点在 50-260℃之间、易挥发的有机化合物,涵盖苯系物(苯、甲苯)、卤代烃(氯甲烷、四氯乙烯)等,具有强毒性与刺激性。采用吹扫捕集 - 气相色谱 - 质谱联用法(P&T-GC-MS) 测定,通过吹扫捕集技术富集水中微量 VOCs,再经 GC-MS 分离定性。海水中 VOCs 含量通常为 μg/L 级别,但短期暴露即可危害海洋生物 —— 如苯浓度超过 5μg/L 会导致浮游生物死亡率上升;近岸污水处理厂排污口、船舶压载水排放区 VOCs 易超标,需通过检测防止急性毒性事件。

半挥发性有机物(SVOCs)检测:SVOCs 沸点在 240-400℃之间,涵盖邻苯二甲酸酯(增塑剂)、有机氯农药(如滴滴涕 DDT)、多氯萘等,易在水体中悬浮或沉积。采用固相萃取 - 气相色谱 - 质谱联用法(SPE-GC-MS) 测定,先通过固相萃取柱富集水中 SVOCs,再进行仪器分析。海水中 SVOCs 污染以邻苯二甲酸酯最为普遍(源于塑料垃圾降解),如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)在近岸海水含量可达 0.1-0.5μg/L,而《渔业水质标准》规定其≤0.003μg/L,超标会导致鱼类生殖系统畸形。

(二)关联检测项目

海水总有机碳(TOC)检测:采用燃烧氧化 - 非分散红外吸收法测定,TOC 反映海水中有机物质的总含量,与有机污染物含量呈正相关(TOC 越高,污染物潜在残留风险越大)。如工业排污口附近海水 TOC 常超过 5mg/L,远超一类海水 TOC≤2mg/L 的限值,需结合 TOC 数据缩小污染物检测范围,提高检测效率。

海洋生物体内污染物检测:选取贝类(如牡蛎、贻贝)、鱼类(如鳕鱼、带鱼)等代表性生物,采用索氏提取 - GC-MS 法测定体内污染物含量。有机污染物易通过生物富集放大(如牡蛎体内 PCBs 含量是海水的 1000-10000 倍),通过生物检测可验证海水污染的实际生态危害 —— 如鱼类体内苯并 [a] 芘超过 5μg/kg,说明海水 PAHs 污染已威胁食用安全。

海水 pH 值与溶解氧(DO)检测:pH 值(玻璃电极法)影响污染物存在形态(如酸性条件下 PAHs 更易溶解),DO(碘量法)则反映水体自净能力(DO 低于 4mg/L 时,微生物降解污染物效率下降)。如 pH 值低于 7.0 的酸性海水,会加速 PCBs 从沉积物中释放;DO 不足会导致 VOCs(如苯)在水体中蓄积,需结合两者数据优化污染治理方案。

二、检测范围

适用于各类海水样品,包括近岸海水(河口、海湾、滨海湿地)、远海海水(大洋、深海)、特殊功能区海水(渔业养殖区、海洋自然保护区、船舶锚地)及受污染海水(石油溢油区、工业排污口周边、垃圾填埋场邻近海域)。检测领域覆盖海洋环保监测、海产品安全监管、船舶污染调查、海洋生态修复及科研项目。

重点应用场景:工业排污口合规性监测(每月检测 PCBs、SVOCs,确保排放符合《污水综合排放标准》)、渔业养殖区安全评估(每季度检测 VOCs、PAHs,确保养殖水体符合《渔业水质标准》,避免海产品污染)、海洋自然保护区常规监测(每年检测 4 类污染物,维护珍稀生物栖息地安全)、船舶压载水检测(船舶靠港前检测 VOCs、PCBs,防止外来污染引入)。

三、主要检测标准

GB 3097-1997《海水水质标准》:核心国家标准,明确规定 4 类有机污染物的限值 —— 如 PCBs 一类海水≤0.02μg/L、四类≤0.1μg/L;PAHs(总量)一类≤0.05μg/L、四类≤0.5μg/L,是检测结果评价的核心依据。

HJ 745-2015《水质 多氯联苯的测定 气相色谱 - 质谱法》:行业标准,详细规定海水 PCBs 检测的前处理(如液液萃取、固相萃取)与仪器参数(GC-MS 色谱柱类型、升温程序),适用于常规样品检测。

HJ 478-2009《水质 多环芳烃的测定 高效液相色谱法》:采用 HPLC 测定海水中 16 种优先控制 PAHs,明确流动相配比(甲醇 - 水梯度洗脱)与检测波长(荧光检测器 λex=254nm),适用于高沸点 PAHs 的精准测定。

HJ 639-2018《水质 挥发性有机物的测定 吹扫捕集 / 气相色谱 - 质谱法》:规定吹扫捕集 - GC-MS 法测定 57 种 VOCs 的流程,如吹扫温度 40℃、吹扫时间 11 分钟,适用于海水 VOCs 的快速富集与检测。

HJ 834-2017《土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱 - 质谱法》:虽针对土壤沉积物,但经前处理优化(如海水固相萃取柱选择)后,可用于海水中 SVOCs 检测,适用于邻苯二甲酸酯、有机氯农药等组分的测定。

海水有机污染物检测是守护海洋生态安全、保障海产品质量、推动海洋可持续发展的核心环节。通过科学、精准的检测,可全面掌握海水中多氯联苯、多环芳烃、挥发性有机物、半挥发性有机物的含量分布、污染源头及生态风险,结合相关标准制定针对性治理方案。通过持续的检测与治理,可逐步削减海水中有机污染物存量,恢复海洋生态功能,保障 “蓝色粮仓” 安全与人类健康。

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