最近上下班總能看到樓下兩輛環(huán)境檢測車在轟隆隆工作,遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去顯得挺高大上的,畢竟專業(yè)的環(huán)境檢測實驗現(xiàn)在還是比較少見,尤其是這種將專業(yè)的采樣器安裝在汽車上,依靠交流電就能對空氣進行長時間的監(jiān)測采樣,突出了其靈活性和便利性。
環(huán)境污染物的概念非常廣,主要包括人類生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的各種污染物,也包括由自然界直接釋放(火山)的其他有害物質(zhì);其中的持久性有機污染物作為典型代表已受到人們的廣泛關(guān)注。
持久性有機污染物是一類具有較長的半衰期的有機物,同時具有高毒性、持久性、生物累積性和長距離遷移性等典型特征,進入環(huán)境后,經(jīng)過食物鏈傳遞以及量的積累,能在人體內(nèi)進行生物累積,對人類健康造成有害影響。與上次介紹的四類新污染物一樣,這些化合物的存在和富集形式、擴散速率和降解途徑和機理等定性和定量分析顯得尤其重要。
持久性有機污染物的長距離遷移性體現(xiàn)了揮發(fā)性的顯著特點,在氣相中傳播速度更快,面積更廣。其與大氣中的細(xì)顆粒物形成氣溶膠后,即得到所謂的“霧霾”。有段時間我在華北地區(qū)生活了三年,也是深刻體會到霧霾天氣的厲害。印象最深的一次:連續(xù)了很多天的霧霾天,因為下午剛下過雨,晚上去推戶外的自行車,整個車身和座位上都是星星點點的黃泥漿,剛開始以為是誰不小心將附近的泥沙濺到自行車上面,也就沒在意。后來一打聽,方圓幾公里內(nèi)的自行車無一幸免,才判斷是雨將空氣清潔了一次。
環(huán)境污染物的檢測主要體現(xiàn)在實時性和靈敏性。大氣中的污染物由于其濃度偏低,導(dǎo)致采樣時間和吸附效率偏低,分析難度也明顯增強。市面上常見的空氣采樣器主要為樹脂和PUF作為基底物質(zhì),吸附機理主要以大比表面積、多孔和物理吸附為主,也存在化學(xué)吸附。
在采用化學(xué)原理吸附污染物,尤其是有機污染物時,采用多種化學(xué)作用,前面已做介紹,在此不再贅述。值得指出吸附機制作用中利用雙氫鍵作用力、自由基引發(fā)的聚合反應(yīng)和元素氟作用等,作為新型的作用力都能有效吸附揮發(fā)性有機污染物。
在設(shè)計材料時,于材料的立體兩面分別引入供電子基團和吸電子基團,能選擇性對吸附質(zhì)進行有效作用;在檢測過程中,引入聚合反應(yīng)誘導(dǎo)劑或基團,通過顯色反應(yīng)或熒光強弱的變化從而引起能量或電流的改變,致使其靈敏度提高。作為電負(fù)性最強的氟元素,在分子中不僅易形成氫鍵作用,也能有效引起電子云密度的變化形成相互作用,從而應(yīng)用于新型材料中。
從化學(xué)作用力從發(fā),設(shè)計具有高吸附效能的新型材料,將吸附劑材料作為分析檢測儀器中核心,用于大氣環(huán)境中揮發(fā)性有機污染物的富集吸附,起到事半功倍的作用。
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