分析固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

【摘要】我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展、農(nóng)業(yè)科技的提高、人口的增長(zhǎng)等因素帶來(lái)了諸多問(wèn)題，如工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了大量廢水、生活污水排放不規(guī)范、化肥農(nóng)藥使用不當(dāng)?shù)?。其中許多環(huán)境造成污染的物質(zhì)的性質(zhì)較為穩(wěn)定，降解有一定的難度，其會(huì)留存在各種物質(zhì)中，如空氣、水分、土壤等，并通過(guò)食物進(jìn)入人體，給人們的身體健康及生命安全帶來(lái)了較大的安全隱患，需要運(yùn)用準(zhǔn)確度較高、靈敏度良好的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方式，對(duì)各種有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了固相微萃取法的產(chǎn)生及在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的廣泛應(yīng)用。本文簡(jiǎn)單闡述了固相微萃取法的基本概念；其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，包括土壤環(huán)境檢測(cè)、空氣環(huán)境檢測(cè)、水源環(huán)境檢測(cè)等，為從事環(huán)境監(jiān)測(cè)的人員提供一定的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】固相微萃取法；監(jiān)測(cè)；大氣環(huán)境；水源環(huán)境；土壤環(huán)境；研究

前言

現(xiàn)代人們的物質(zhì)生活越來(lái)越豐富，對(duì)于生活環(huán)境的要求也隨之不斷提高，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為人們對(duì)環(huán)境中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)提供了先進(jìn)的技術(shù)保障。但是由于各種因素的影響，各種污染物質(zhì)會(huì)進(jìn)入到大氣、土壤及水源中，由于其含量較低且眾多繁多，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法靈敏度不足，無(wú)法達(dá)到理想的監(jiān)測(cè)效果，如索氏萃取、液液萃取，該類技術(shù)還存在許多缺陷，如處理所需時(shí)間較長(zhǎng)、操作程序繁瑣、物質(zhì)中的揮發(fā)成分容易丟失等，影響其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境檢測(cè)技術(shù)也越來(lái)越高精尖，其中固相微萃取法即是較為先進(jìn)的一種，其能夠?qū)τ诖髿狻⑺?、土壤中的多種污染物質(zhì)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的意義重大。

1.固相微萃取法的基本概念

固相微萃取法是現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)中對(duì)于樣品前處理的較為新型的技術(shù)。其是以傳統(tǒng)的固相萃取方式為技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)出來(lái)的，不僅保留了傳統(tǒng)固相萃取的技術(shù)特點(diǎn)，且有效的克服了傳統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)，如需要使用有機(jī)溶劑實(shí)現(xiàn)解吸等，能夠?qū)悠愤M(jìn)行萃取、解吸、濃縮、進(jìn)樣等一系列的處理。其首先需要將纖維中的吸附劑或者是高分子涂層作為固定相，并利用吸收原理將目標(biāo)組進(jìn)行萃取、濃縮，使用氣相色譜的進(jìn)樣器實(shí)施熱解吸，對(duì)其實(shí)施全面的分析及監(jiān)測(cè)。在該過(guò)程中，所需要的樣品用量較少，僅僅在選擇監(jiān)測(cè)物方面有較高的要求，具有操作方便、檢測(cè)快速的特點(diǎn)，并能夠配合各種儀器一并使用，包括電泳、高效液相色譜、紫外光譜等監(jiān)測(cè)儀器，使得固相微萃取法適應(yīng)于各種類型的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，且準(zhǔn)確度、靈敏度較高。給予上述特點(diǎn)，其相較一般的樣品前的處理技術(shù)，更加適應(yīng)于環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作[1]。

2.固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1水源環(huán)境的監(jiān)測(cè)

人們的正常生活及各種生產(chǎn)活動(dòng)均離不開(kāi)水，而水源污染是現(xiàn)代各個(gè)類型的污染中極為嚴(yán)重的一種，許多地區(qū)對(duì)于水源污染的治理均十分重視，因此檢測(cè)水源不論是對(duì)于人們的生活、生產(chǎn)活動(dòng)及提升地區(qū)形象均有著十分重要的意義。在監(jiān)測(cè)水源環(huán)境的過(guò)程中，一般情況下是利用頂空萃取法，該萃取方法較為直接，而具體的方式還需要先掌握污染物的性質(zhì)，進(jìn)行分析后決定?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，在該方面已經(jīng)有了較為新型的涂層及聯(lián)用操作技術(shù)，有效的優(yōu)化了固相微萃取法效果及準(zhǔn)確度。例如在進(jìn)行某一水源的監(jiān)測(cè)時(shí)的過(guò)程如下：①需要先將內(nèi)壁鍵合著固相毛細(xì)血管的某一段置入HPLC自動(dòng)進(jìn)樣閥，利用取樣針作為萃取管，形成in-tube的固相微萃取模式。該模式能夠監(jiān)測(cè)水源中存在的六種苯脲類的殺蟲(chóng)劑。萃取過(guò)程所需的平均時(shí)間在50秒以內(nèi)，其中相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在4%以內(nèi)，LOD為2.7/L，能夠滿足SPME-HPLC自動(dòng)化聯(lián)用的要求，提升了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性[2]。

2.2大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)

大氣環(huán)境對(duì)于人體健康有著極為深遠(yuǎn)的影響，已經(jīng)成為了許多疾病的誘因，包括胎兒畸形、癌變等，近年來(lái)的霧霾現(xiàn)象更加加劇了人們對(duì)于大氣質(zhì)量的關(guān)注，需要對(duì)于室內(nèi)有機(jī)污染物、大氣有機(jī)污染物進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。利用新型的固相微萃取法對(duì)氣態(tài)基質(zhì)中的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)的工作過(guò)已經(jīng)有了明顯的成效。利用固相微萃取法對(duì)大氣樣品進(jìn)行分析的時(shí)，校正過(guò)程中需要使用濃度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的氣態(tài)樣品，保障定量分析的精準(zhǔn)度。如果樣本屬于氣體混合物，其濃度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)和氣體分析物的濃度一樣，且該濃度還需要保持一定的時(shí)間，具有一定的穩(wěn)定性。在實(shí)施平行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，能夠得到濃度基本一致的氣體混合物，再結(jié)合各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行濃度分析，包括氣體的溫度、壓力、質(zhì)量等。符合上述情況的氣體混合物才能夠作為樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

固相微萃取法在進(jìn)行的過(guò)程中，對(duì)于樣本的有一定的要求，才能充分跟發(fā)揮出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到較高的精確度，因此應(yīng)采取一定的措施，優(yōu)化實(shí)際氣態(tài)樣品的采樣標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇分析技術(shù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體的采集形式，可以分為靜態(tài)取樣及動(dòng)態(tài)取樣兩個(gè)類型，靜態(tài)取樣方式具有萃取量少的特點(diǎn)，而動(dòng)態(tài)取樣方式則具有精確度較高的特點(diǎn)。在分析室內(nèi)空間空氣揮發(fā)性中的有機(jī)污染物時(shí)，可以采用不同的取樣方式，如果利用取靜態(tài)取樣方式，可以將萃取涂層置于室內(nèi)，使之完全浸入樣品，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后就可以得到樣本；如果選擇動(dòng)態(tài)取樣方式，可以利用吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇等，使空氣充分運(yùn)動(dòng)，樣品則會(huì)運(yùn)動(dòng)至萃取涂層，最后得到樣本。如果需要對(duì)大氣基質(zhì)中的某些特殊物質(zhì)進(jìn)行萃取與監(jiān)測(cè)，如甲醛類、有機(jī)胺類、羧酸類污染物，需要進(jìn)行衍生化反應(yīng)，使得極性分析物轉(zhuǎn)變?yōu)榉菢O性分析物，該措施不僅能夠提升分析物基質(zhì)層、涂層的分配更加均勻，使萃取的樣品有更多的選擇。

2.3土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)

由于土壤性質(zhì)較為特殊，固體樣品中也無(wú)法直接進(jìn)行固相微萃取法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而需要將其進(jìn)行預(yù)先處理。較為常用的處理方法有兩種，一種方法是將樣品進(jìn)行加熱，固體中的多環(huán)芳烴等化合物即會(huì)揮發(fā)出來(lái)，將其收集到頂空，最后利用頂空法進(jìn)行萃取。另一種方法是浸取浸提液法，即先將分析液導(dǎo)入進(jìn)液相，再利用固相微萃取進(jìn)行監(jiān)測(cè)。兩種處理方法的特點(diǎn)及適用范圍均有所區(qū)別，前一種加熱的方式一般應(yīng)用于土壤樣品，部分研究人員會(huì)利用溶膠后在進(jìn)行凝膠的方式，制造出羥基硅油及三甲基杯芳烴的SPME探頭，該方式的效果極為明顯，能夠順利的萃取多環(huán)芳烴。該涂層具有耐高溫、使用壽命較長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以重復(fù)使用且回收率較高。后一種方法主要包括索氏萃取、超生萃取兩種，均需使用一定量的有機(jī)溶劑，分析所需時(shí)間較長(zhǎng)，因此一般需要微波，促進(jìn)溶劑的反應(yīng)，從而減少有機(jī)溶劑的使用量，并縮短時(shí)間消耗。另外部分研究人員利用耦合固相微萃取法，其無(wú)法使用有機(jī)溶劑，具有成本低、安全性良好、低毒的特點(diǎn)，提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)經(jīng)濟(jì)性及可持續(xù)發(fā)展性。

3.總結(jié)

現(xiàn)代各個(gè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張、農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展、人們生活污水處理不當(dāng)?shù)?，使得環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，各類污染物質(zhì)通過(guò)不同的方式進(jìn)入到人體內(nèi)，給人們的身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為了社會(huì)廣泛關(guān)注的話題，環(huán)境檢測(cè)部門(mén)對(duì)于環(huán)境的監(jiān)控力度也在不斷加大，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得各項(xiàng)環(huán)境檢測(cè)方法得到更新，固相微萃取技術(shù)即是其中較為新型的處理技術(shù)，其不僅具有一般固相萃取技術(shù)的特點(diǎn)，且使用成本較低、消耗小、毒性較低，安全良好，已經(jīng)逐漸成為了現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中使用極為廣泛的技術(shù)之一。在實(shí)踐檢測(cè)中還需要監(jiān)測(cè)人員根據(jù)所在地區(qū)的具體情況綜合把握，不斷優(yōu)化技術(shù)，探索出更加適用于實(shí)際情況的監(jiān)測(cè)方案，提升環(huán)境控力度，達(dá)到良好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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