固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

郝孝波

摘 要：近年來，生態(tài)環(huán)境問題越來越受到人們的重視。尤其是空氣質(zhì)量、水體質(zhì)量等與人們生活息息相關(guān)的各種環(huán)境問題，更是成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。加強(qiáng)對環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測，提高環(huán)境監(jiān)測技術(shù)水平，是改善生態(tài)環(huán)境，減少環(huán)境污染的前提條件。目前在環(huán)境監(jiān)測中所使用的技術(shù)方法有很多種，其中固相微萃取法就是其中較為先進(jìn)的一種?，F(xiàn)文章就主要探討分析了固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：固相微萃取法；環(huán)境；監(jiān)測；質(zhì)量；應(yīng)用

與一般的萃取法相比，固相萃取法無需通過溶劑就能夠?qū)⑺枰奈镔|(zhì)萃取出來；而與普通的固相萃取法相比，固相微萃取法又具有更多的應(yīng)用優(yōu)勢。例如其所使用的萃取相相對較少，分析效率較高，溶質(zhì)也更易脫離出來等等。另外，固相微萃取法具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，其能夠?qū)θ魏涡螒B(tài)的物質(zhì)進(jìn)行萃取，萃取效果較好。一般常采用的萃取方法主要有直接法、頂空法和膜萃取法等幾種。具體的應(yīng)用中需要根據(jù)分析基質(zhì)的不同以及萃取技術(shù)的需要來合理選擇萃取方法。以下文章就來詳細(xì)介紹固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。

1 在氣體環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

近年來我國很多城市都遭受了嚴(yán)重的霧霾，這也反映出了我國目前的大氣環(huán)境已經(jīng)受到了極大的污染，環(huán)境問題不容忽視。加強(qiáng)對大氣的質(zhì)量監(jiān)測，了解大氣中所含有的各種物質(zhì)成分，尤其是有機(jī)污染物成分的含量大小，對于改善大氣環(huán)境，控制環(huán)境污染有著重要意義。在對氣體環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，可以采用固相微萃取法來對大氣中的各種物質(zhì)進(jìn)行提取分析。一般氣體的萃取多采用直接萃取的方法。但是在此之前，需要準(zhǔn)備一些標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品作為對照氣體。并且隨著科技的不斷發(fā)展，對于標(biāo)準(zhǔn)氣態(tài)樣品的濃度比例指標(biāo)也在不斷的調(diào)整，與之相關(guān)的氣體采樣技術(shù)方法也在不斷完善。一般在采集標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，可以通過靜態(tài)方法來獲取標(biāo)準(zhǔn)氣體，也可以通過動(dòng)態(tài)方法來獲取。另外，固相微萃取方法不但可以對室外空氣進(jìn)行采集和分析，還同樣適用于室內(nèi)氣體的采集和分析。現(xiàn)如今受裝修材料的影響，很多室內(nèi)都存在一定的有機(jī)污染物。有研究人員在室內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn)，用固相微萃取法對室內(nèi)氣體進(jìn)行監(jiān)測。在采集氣體時(shí)，分別采用了靜態(tài)方法和動(dòng)態(tài)方法。前者就是把萃取涂層直接放置在室內(nèi)的某處完成取樣，而后者則是利用吹風(fēng)的方式將氣體吹到萃取涂層上。這兩種氣體的收集方法均可滿足萃取要求。但經(jīng)過對比后發(fā)現(xiàn)，采用靜態(tài)方法所取得的樣品總量比動(dòng)態(tài)方法所取得的少，但是精密度更高，更能反映出室內(nèi)氣體的真實(shí)組成。因此一般在氣體環(huán)境的監(jiān)測中，多采用靜態(tài)方法進(jìn)行氣體采集。

2 在固體環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

對于環(huán)境監(jiān)測而言，固體環(huán)境主要是指土壤環(huán)境監(jiān)測。在采用固相微萃取方法對土壤進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，多采用頂空萃取的方法來獲得樣品。

一般對于固體樣品的處理有兩種方式：一種是先對樣品進(jìn)行加熱處理，使固體樣品中的揮發(fā)性的化合物轉(zhuǎn)化成為頂空狀態(tài)，然后使用頂空的方法進(jìn)行萃取處理?；蛘呤鞘褂媒〗嵋悍?，把固體的樣品轉(zhuǎn)化至液相中，再使用固相微萃取法實(shí)現(xiàn)土壤環(huán)境的檢測處理。一般采用第二種方法的時(shí)候，路易氏劑標(biāo)準(zhǔn)溶液衍生條件的確定和選擇很重要。選擇10ng/ul的路易氏劑二氯甲烷溶液1.0mL，然后采用PDT-二氯甲烷溶液進(jìn)行巰基化試劑用量的優(yōu)化。還有其他很多情況都會(huì)選擇素氏萃取或者超生萃取，但是它們均需要通過應(yīng)用到很多有機(jī)溶劑中去才能進(jìn)行監(jiān)測，分析的時(shí)間也需要很長。對于固態(tài)樣品中的較難萃取或者不揮發(fā)的有機(jī)污染物的監(jiān)測，同樣可以采用衍生化-固相微萃取技術(shù)。路易斯氧化物是戰(zhàn)爭導(dǎo)致的污染物，通常會(huì)應(yīng)用HPLC-UV對其進(jìn)行監(jiān)測處理，由于它與土壤基質(zhì)有很強(qiáng)的吸附性與穩(wěn)定性，分析的靈敏度也較低。萃取的效果有很大的優(yōu)勢，重復(fù)性比較好，平均的回收率可以達(dá)到70.2%～105.1%之間。在應(yīng)用第二種方法進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測的時(shí)候，大多數(shù)情況下都會(huì)選擇素氏萃取或是超生萃取的方法，但是它們都是需要通過應(yīng)用很多的有機(jī)溶劑才能進(jìn)行監(jiān)測。利用微波結(jié)合固相微萃取法，不需要采用有機(jī)溶劑，充分體現(xiàn)了固相微萃取法的低成本、高安全、低毒性的優(yōu)勢，也是滿足了可持續(xù)發(fā)展要求的一種環(huán)境監(jiān)測方法。

3 在水體環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

針對于水體環(huán)境中不同類型污染物進(jìn)行監(jiān)測的話，一般較多采用的是直接萃取法和頂空萃取法這兩種方法?？梢詫⑷碌耐繉雍拖冗M(jìn)的監(jiān)測儀器結(jié)合到一起，并且應(yīng)用到了水體環(huán)境污染物的監(jiān)測中。固相微萃取技術(shù)面對不同性質(zhì)的新的污染物，發(fā)展起了一些新型的聯(lián)用技術(shù)和涂層，為固相微萃取技術(shù)的成熟發(fā)展奠定了良好而有利的基礎(chǔ)。

選擇不同萃取涂層、萃取模式以及相應(yīng)地后序的檢測裝置，固相微萃取技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到監(jiān)測湖水、河水、飲用水等環(huán)境水體基質(zhì)中的有機(jī)污染物。對于一些極性、熱不穩(wěn)定或低揮發(fā)性污染物，同樣可以采用衍生化-固相微萃取技術(shù)。接下來這個(gè)例子專門用來說明在監(jiān)測水體的環(huán)境應(yīng)用固相微萃取法的試驗(yàn)的方法：第一，利用呈芯片狀PDMS來萃取水源樣品的涂層，運(yùn)用SPME-UV檢測儀器，按照比爾定律定量的原理對其進(jìn)行分析，對池水、湖水或是河水中的芳香烴這種類型的污染物進(jìn)行監(jiān)測，其中RSD值為5%到10%，LOD值為每升4.9～17；第二，使用SPME-CE這項(xiàng)聯(lián)合技術(shù)，對水源環(huán)境中的多環(huán)芳烴這類型的污染物進(jìn)行監(jiān)測，其中的LOD值為每升0.9，使監(jiān)測中分析的靈敏度得到了提高；第三，通過SPMEGC這項(xiàng)技術(shù)聯(lián)用技術(shù)，可以成功檢測出化工廠排出的工業(yè)廢水中所含有的全部有機(jī)污染物。

4 固相微萃取技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用前景

從目前我國固相微萃取技術(shù)的發(fā)展水平和發(fā)展速度來看，其在未來的環(huán)境監(jiān)測中還將會(huì)發(fā)揮更大的作用，具有非常大的發(fā)展前景。這是因?yàn)椴捎霉滔辔⑤腿〖夹g(shù)能夠利用萃取涂層來采集樣品，并且該涂層能夠與很多種儀器結(jié)合起來使用，因此適用范圍較廣，使用較為方便。而且這種技術(shù)無須采用有機(jī)溶劑，也無須使用較多的樣品量，所收集的樣品可以重復(fù)使用。可以說，這是一種方便可行，易于操作的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測人員可以隨身攜帶這一涂層來收集樣品并進(jìn)行分析，這對于目前各地環(huán)境問題都非常突出的問題來講，無疑為環(huán)境監(jiān)測人員更好的了解和掌握環(huán)境質(zhì)量提供便利。

5 結(jié)束語

綜上所述，固相微萃取法在現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測中具有非常廣泛的應(yīng)用，其所具備的簡便性、可靠性與可行性使其成為了未來環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。相信隨著固相微萃取技術(shù)的進(jìn)一步提升，其還會(huì)在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]魏黎明，李菊白，歐慶瑜，等.固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所.西北天然藥物研究與發(fā)展中心，2004.

[2]高欣，高遠(yuǎn)，趙偉.固相微萃技術(shù)裝置、工作原理及影響因素分析 [J].2005.

[3]鐘近藝，周世坤，劉景全.固體廢物中路易氏劑的測定方法[J].防化研究院，2005.