土壤中半挥发性有机污染物分析(一)
—— 多环芳烃 苯酚类 硝基芳烃类
《土壤污染防治行动计划》(国发〔2016〕31号)指出我国土壤环境总体状况堪忧,部分地区污染较为严重。防治行动目标:2020年全国土壤污染加重趋势得到初步遏制,2030年全国土壤环境质量稳中向好,农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障,土壤环境风险得到全面管控。
2018年,最新土壤质量标准《建设用地土壤污染风险管控标准》(GB 36600-2018)和《农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)颁布,其中半挥发性有机污染物(多环芳烃、苯酚类、硝基芳烃类、邻苯二甲酸酯类、亚硝基胺类、卤代醚、氯代烃、苯胺和苯胺衍生物、有机氯类等)是重要检测项目。
本文介绍多环芳烃、苯酚类和硝基芳烃类物质分析方法。
1. 法规限量要求
GB 36600-2018土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准
类别 | 检测名称 | 项目归类 | 筛选值a(mg/kg) | 管制值b(mg/kg) | ||
第一类用地c | 第二类用地d | 第一类用地 | 第二类用地 | |||
多环芳烃类 | 苯并[a]蒽 | 基本项 | 5.5 | 15 | 55 | 151 |
苯并[a]芘 | 基本项 | 0.55 | 1.5 | 5.5 | 15 | |
苯并[b]荧蒽 | 基本项 | 5.5 | 15 | 55 | 151 | |
苯并[k]荧蒽 | 基本项 | 55 | 151 | 550 | 1500 | |
䓛 | 基本项 | 490 | 1293 | 4900 | 12900 | |
二苯并[a,h]蒽 | 基本项 | 0.55 | 1.5 | 5.5 | 15 | |
茚并[1,2,3-cd]芘 | 基本项 | 5.5 | 15 | 55 | 151 | |
萘 | 基本项 | 25 | 70 | 255 | 700 | |
硝基芳烃类 | 硝基苯 | 基本项 | 34 | 76 | 190 | 760 |
2,4-二硝基甲苯 | 其他项 | 1.8 | 5.2 | 18 | 52 | |
苯酚类 | 2-氯酚 | 基本项 | 250 | 2256 | 500 | 4500 |
2,4-二氯酚 | 其他项 | 117 | 843 | 234 | 1690 | |
2,4,6-三氯酚 | 其他项 | 39 | 137 | 78 | 560 | |
2,4-二硝基酚 | 其他项 | 78 | 562 | 156 | 1130 | |
五氯酚 | 其他项 | 1.1 | 2.7 | 12 | 27 |
a:筛选值:污染物含量等于或者低于该值的,对人体健康的风险可以忽略;超过该值的,对人体健康可能存在风险,应当开展进一步的详细调查和风险评估,确定具体污染范围和风险水平。
b:管制值:污染物含量超过该值的,对人体健康通常存在不可接受风险,应当采取风险管控或修复措施。
c:第一类用地:城市建设用地中的居住地,公共管理与公共服务用地中的中小学用地、医疗卫生用地和社会富力设施用地、以及公园绿地中的社区公园或儿童公园用地等。
d: 第二类用地:城市建设用地中的工业用地,物流仓储用地,商业服务业设施用地,道路与交通设施用地,公共设施用地,公共管理与公共服务用地,以及绿地与广场用地等。
GB 15618-2018土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)
类别 | 检测名称 | 项目归类 | 筛选值(mg/kg) | 管制值 |
多环芳烃类 | 苯并[a]芘 | 其他项 | 0.55 | 无 |
2. 参考方法
《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》
《HJ 805-2016 土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法》
3. 仪真推荐仪器
3.1 德国LCTech Freestyle 凝胶净化固相萃取定量浓缩仪
序号 | 型号 | 功能 | |||||||||
凝胶净化 | 固相萃取 | 定量浓缩 | |||||||||
自动进样 | 自动收集 | 自动进样 | 活化/淋洗/洗脱/干燥等 | 自动收集 | 自动上样 | 浓缩 | 溶剂转换 | 定容 | 自动转移 | ||
1 | Freestyle GPC | √ | √ | ||||||||
2 | Freestyle SPE | √ | √ | √ | |||||||
3 | Freestyle EVA | √ | √ | √ | √ | √ | |||||
4 | Freestyle GPC-EVA | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |||
5 | Freestyle SPE-EVA | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||
6 | Freestyle GPC-SPE-EVA | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
3.2
3.2 德国LCTech半自动凝胶净化仪
仪器特点: 1. 可配置1-4通道,每个通道具有独立的液相泵和管路,可同时运行1-4个样品。 2. 触摸屏显示和操作。 3. 配置进口双柱塞高压液相泵。 4. GPC柱配置金属防护壳,有效保护凝胶净化柱。 5. 具有废液体积监测和报警功能,防止废液过量。 |
序号 | 型号 | 手动进样 | 自动收集 | 通道 | 备注 |
1 | GPC | √ | √ | 1-4通道 | 可安装1-4根GPC柱。 |
3.3 德国LCTech手动固相萃取仪
仪器特点: 1. 旋转式设计。淋洗和洗脱切换时,不用“打开盖板,取出废液槽,再放入收集瓶”操作。只需旋转盖板,就可以从“废液收集”转到“样品收集”,操作方便。 2. 可选100ml进样漏斗,满足100ml内样品一次性进样。不用移液管多次移取进样。 3. 能实现大体积(1L)进样,满足水样分析。 4. 收集体积范围:4-100ml,可满足100ml大体积收集。 5. 废液收集体积可达10L。 |
序号 | 型号 | 标配项 | 选配项 | |||
手动进样 | 手动活化/淋洗/洗脱/干燥等 | 手动收集 | 100ml进样 | 1L进样 | ||
1 | EluVac | √ | √ | √ | √ | √ |
4. 据文献报道的案例 - 搬迁化工厂厂区土壤中多环芳烃含量和来源研究
摘自缪建军,杜敏敏,吴鹏. 搬迁化工厂区土壤中多环芳烃污染及来源分析,环境监控和预警,2013,Vol.5,No.2:38-40.
4.1 主要仪器
a) 加速溶剂萃取仪(ASE350,美国戴安公司);
b) 全自动凝胶净化仪(GPC,德国LCTech公司),
c) 气相色谱质谱联用仪(6890-5975B,美国安捷伦公司)。
4.2 样品采集和分析
对厂区的2个主要生产车间、仓库和停车场4个采样点进行采样分析。各采样点半径为5m的范围内采集5个点组成1个混合样品,混匀后取适量样品进行16种多环芳烃分析。
4.3 实验结果
表1 厂区土壤和当地耕地土壤中多环芳烃含量表(µg/kg)
项目 | 化合物名称 | 苯环数量 | 厂区土壤 | 当地耕地土壤 | ||||
车间1 | 车间2 | 仓库 | 停车场 | 均值 | 最大值 | |||
1 | 萘 | 2 | 31.3 | 22.3 | 8.85 | 45.6 | 1.1 | 4.7 |
2 | 苊烯 | 2 | 2.06 | 1.00 | 2.28 | 23.7 | 10.6 | 204.0 |
3 | 苊 | 2 | 2.45 | 2.05 | 1.00 | 56.8 | - | - |
4 | 芴 | 2 | 10.5 | 6.63 | 4.60 | 44.2 | 1.3 | 9.3 |
5 | 菲 | 3 | 31.5 | 23.0 | 18.7 | 201 | 3.8 | 78.6 |
6 | 蒽 | 3 | 4.35 | 2.91 | 2.05 | 37.5 | 5.1 | 83.2 |
7 | 荧蒽 | 3 | 41.1 | 29.7 | 36.8 | 698 | 1.7 | 20.0 |
8 | 芘 | 4 | 31.6 | 19.8 | 28.6 | 330 | 10.9 | 209.0 |
9 | 苯并[a]蒽 | 4 | 14.1 | 8.54 | 12.9 | 270 | 6 | 136.0 |
10 | 䓛 | 4 | 19.4 | 16.7 | 15.6 | 305 | 6.2 | 121.0 |
11 | 苯并[b]荧蒽 | 4 | 25.3 | 22.4 | 25.1 | 370 | - | - |
12 | 苯并[k]荧蒽 | 4 | - | - | - | 150 | 5.3 | 117.0 |
13 | 苯并[a]芘 | 5 | 25.3 | 22.4 | 25.1 | 330 | 5.7 | 151.0 |
14 | 茚并[1,2,3-cd]芘 | 5 | 24.7 | 20.1 | 27.7 | 199 | 1.1 | 13.1 |
15 | 二苯并[a,h]蒽 | 5 | 8.76 | 6.57 | 6.12 | 104 | - | - |
16 | 苯并[g,h,i]芘 | 6 | 30.2 | 23.7 | 21.4 | 270 | 4.3 | 79.6 |
PAH总和 | 302 | 228 | 237 | 3455 | 63 | 1227 |
4.4 实验结论
4.4.1 化工厂区车间、仓库和停车场土壤中多环芳烃总体浓度高于当地耕地均值浓度,但属于低浓度污染。
4.4.2 停车场土壤中PAHs浓度高。根据多环芳烃百分占比。初步确定主要原因是化石燃料燃烧污染。
多环芳烃不同环数百分比例图 |
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