水体中不同粒径有机物的检测方法及在环境监测中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环境科学及检测技术领域，具体涉及一种水体中不同粒径有机物的检 测方法及在环境监测中的应用。
【背景技术】
[0002] 随着世界工农业的快速发展，工业废水的不达标排放、生活污水的任意倾倒及农 业生产中农业化肥的不合理施用，使众多地区水体受到严重的有机物污染，给区域生态环 境及附近居民的健康带来严重隐患。欲有效准确地消除此类隐患，首先需明确受污染水体 污染程度及其完整的污染物组成信息。
[0003] 目前对水体中有机物的检测分析通常采用气相色谱、高效液相色谱或气质联用色 谱等仪器，但这类仪器在测试分析有机物时均需在进行去除颗粒态物质的前处理后，方可 通过检测器检测进行分析，因此其检测值均为溶解态有机物的指标，从而忽视了颗粒态有 机物的组成，不能全面真实反映水体中有机物的总含量。如果能在不破坏水体组成结构的 情况下，对不同粒径有机物的组成和含量进行检测，将为全面掌握水体中有机物污染状况 和污染行为提供科学的依据。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种针对水体中不同粒径有机物的检测方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供下述技术方案：
[0006] 作为本发明的一个方面，本发明提供了一种水体中不同粒径有机物的检测方法， 其包括如下步骤：
[0007] (1)测定水体样品的三维荧光光谱，以得到水体总有机物三维荧光光谱；
[0008] (2)测定水体样品经不同规格孔径滤膜过滤后所得的滤液样品的三维荧光光谱， 以获得小于相应粒径的有机物三维荧光光谱；
[0009] (3)将所述总有机物三维荧光光谱与小于相应粒径有机物三维荧光光谱进行比 对，获得不同粒径范围的有机物三维荧光光谱；
[0010] (4)对所述不同粒径范围的有机物三维荧光光谱进行平滑化处理，并将导出的矩 阵数据分为若干个区域，计算各区域的区域体积及其占总体积的百分比，从而对不同粒径 范围的有机物进行定性或定量分析。
[0011] 其中，所述的不同粒径有机物是按有机物粒径大小进行分类，主要包括粒径小于 0.45μπι的溶解态有机物和粒径大于0.45μπι的颗粒态有机物。
[0012] 优选地，步骤(1)中所述的水体总有机物三维荧光光谱和步骤(2)中所述的小于相 应粒径的有机物三维荧光光谱分别是利用具有激发-发射同步的三维扫描功能的荧光仪在 下列三维荧光测定条件下测定得到：
[0013] 激发波长为200-550nm，扫描间距2.5-10nm，狭缝宽度2.5-10nm;
[0014] 发射波长为250-600nm，扫描间距2 · 5-10nm，狭缝宽度2 · 5-10nm;
[0015] 扫描速度设定在500~2400nm · min-1范围内。
[0016] 优选地，步骤(2)中所述的滤膜为0.22~0.8μπι醋酸纤维滤膜。
[0017] 优选地，步骤(3)中所述的不同粒径范围的有机物三维荧光光谱，为总有机物三维 荧光光谱与小于相应粒径的有机物三维荧光光谱进行减差所得。
[0018] 优选地，步骤(4)中所述的平滑化处理是:获得不同粒径范围的有机物三维荧光光 谱后，将所得荧光矩阵数据导出至表格(如excel表格），获得三维荧光光谱矩阵数据，通过 内插值法进行平滑化处理。
[0019] 优选地，步骤(4)中，进行平滑化处理后，不同粒径范围的有机物三维荧光光谱所 导出矩阵数据分为I、II、III、IV、V共5区：区I对应激发波长/发射波长为200-250/280-325nm;区II对应激发波长/发射波长为200-250/325-375nm;区III对应激发波长/发射波长 为200-250/375-550nm;区IV对应激发波长/发射波长为250-450/280-375nm;区V对应激发 波长/发射波长为250-450/375-550nm，并通过MATLAB软件对各区域荧光积分。
[0020] 作为本发明的另一个方面，本发明还提供了所述检测方法在环境监测领域的应 用。
[0021] 本发明具有以下显著的进步：
[0022] 1、本发明在实际检测操作过程中样品需求量少，检测灵敏度高，工作量小。采用本 发明的方法每次检测所需样品量在l〇ml以下，检测灵敏度能达到lyg/L，不需繁琐的前处 理，能在保持样品组成结构完整的如提下进彳丁检测，省时省力，准确尚效。
[0023] 2、本发明的检测方法分析快捷，对环境友好。已有的对颗粒物检测方法大多为通 过有机溶剂萃取富集的方式进行，而本方法通过对比原始样品谱图及过膜后谱图的差异， 即可获得不同粒径范围有机物的组成情况。
【附图说明】
[0024] 图1(a)、图1(b)、图1(c)、图1(d)分别为粒径小于0.22μπι溶解态有机物三维荧光光 谱图、粒径为0.22~0.45μπι溶解态有机物三维荧光光谱图、粒径为0.45~0.8μπι颗粒态有机 物三维荧光光谱图、粒径大于〇. 8μπι颗粒态有机物三维荧光光谱图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 本发明的发明人在进行了大量的实验之后发现，大部分受有机物污染的水体中含 有类蛋白、芳烃和酚类等具有荧光特性的异质性有机物，因此可以采用三维荧光光谱仪器 进行测定。三维荧光光谱技术分析水体有机组成是不仅分析快，检测限低，而且不需过多前 处理。三维荧光可直接对水体原样进行检测，所获图谱包含大粒径的颗粒态(粒径>〇.45μ m)有机物及粒径稍小的溶解态(粒径<0.45μπι)有机物的全部信息，因此将原水三维荧光光 谱图与通过不同孔径滤膜过滤后水样的三维荧光光谱图进行比较后，可以揭示不同粒径范 围颗粒态有机物的组成信息，进而可以全面了解水体中污染物质的全面组成。
[0027]下面是具体的实施例。
[0028] 实施例1
[0029] 1、样品来源
[0030] 北京市某河流地表水水体样品。
[0031] 2、检测过程：
[0032] (1)测定原水体样品的三维荧光光谱，以得到水体总有机物三维荧光光谱；
[0033] (2)测定原水体样品经不同规格孔径滤膜过滤后所得的滤液样品的三维荧光光 谱，以获得小于相应粒径的有机物三维荧光光谱；
[0034] (3)将总有机物三维荧光光谱与小于相应粒径有机物三维荧光光谱进行比对，获 得不同粒径范围的有机物三维荧光光谱；
[0035] (4)对不同粒径范围的有机物三维荧光光谱进行平滑