淺談固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

劉佳

摘 要：隨著我國在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人口等方面的提升，形成了諸多問題，比如在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量的廢水，化肥農(nóng)藥運(yùn)用不正確、生活污水排放不當(dāng)?shù)?。而諸多環(huán)境形成污染的物質(zhì)在性質(zhì)上因為具有一定的穩(wěn)定性，所以在降解時則會存在一些困難，會存儲在各類物質(zhì)當(dāng)中，比如空氣、水分、土壤等，且透過食物滲透到人體當(dāng)中，為人體的健康乃至生命帶來威脅，需要通過具有較高的準(zhǔn)確性、靈敏度的環(huán)境監(jiān)測方式，監(jiān)測并控制各類有害物質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加快了固相微萃取法的出現(xiàn)，并且在環(huán)境監(jiān)測中大量運(yùn)用。該文通過對固相微萃取法的探討，闡述固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，為進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測的同仁給予一些參考。

關(guān)鍵詞：固相微萃取法 環(huán)境監(jiān)測 污染

中圖分類號：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（c）-0081-02

在科技發(fā)展當(dāng)中，人們的生活獲得了較大的改變，不會再束縛于物質(zhì)生活當(dāng)中，從而對生活品質(zhì)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，特別在環(huán)境方面，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的環(huán)境污染，在高科技的推動下十分有利于執(zhí)行環(huán)境污染狀態(tài)的檢測，掌握周遭的污染源。由于各類因素的作用，諸多污染物會滲透到大氣、水源乃至土壤當(dāng)中，由于含量較低并且類別繁雜，傳統(tǒng)檢測方法并不能徹底檢查出來，無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果，究其根本，則是由于靈敏度較低，例如液液萃取、索氏萃取等一些方式因為具有諸多不足，因此需要較長的時間進(jìn)行處理，操作尤為繁瑣，提取物較易遺失，這些均會影響檢測的正確度。在科技發(fā)展下，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)持續(xù)攀升，固相微萃取法則是當(dāng)前發(fā)展較好的一種方式，能夠檢測大氣、土壤、水源當(dāng)中的污染物，并且效果較好，成為環(huán)境監(jiān)測方法中的標(biāo)志。

1 固相萃取法的基本概念

固相萃取法成為我國當(dāng)前在環(huán)境監(jiān)測當(dāng)中普遍運(yùn)用于樣品前處理的一個全新的技術(shù)。將以往固相萃取法的方式作為基礎(chǔ)，透過技術(shù)優(yōu)化而獲取。對于固相微萃取法而言，不但存在傳統(tǒng)固相萃取法的特點(diǎn)，并且也補(bǔ)充了諸多傳統(tǒng)技術(shù)中的不足。比如，在實(shí)驗人員通過有機(jī)溶劑完成樣品解吸時，透過固相萃取法，能夠?qū)悠吠瓿奢腿　⒔馕?、濃縮、進(jìn)樣等方面的處理?？墒切枰葘⒗w維內(nèi)的吸附劑、高分子涂層當(dāng)作固定相，之后依照指定的吸收原理，將樣品組進(jìn)行萃取及濃縮，并且透過氣相色譜進(jìn)樣器的運(yùn)用，進(jìn)行樣品熱解吸，可以獲得完善的分析與監(jiān)測。固相微萃取法工作的流程，除卻需較少的樣品、操作便利、檢測迅速之外，也具有監(jiān)測物標(biāo)準(zhǔn)較高的不足。因此可以通過實(shí)際狀況，綜合其他儀器，比如紫外光普、電泳、高效液相色譜等一些監(jiān)測儀器共同運(yùn)用，在環(huán)境監(jiān)測工作中充分展現(xiàn)出固相微萃取法的特質(zhì)，令其具有較高的靈敏度和正確度。由此可見，固相微萃取法成為值得推廣和分析的處理方法[1]。

2 固相微萃取法的原理

固相微萃取法是通過固相微萃取技術(shù)的原理進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測的一個十分主要的方式，固相微萃取法的運(yùn)用過程主要為有機(jī)物，從整體上分析有機(jī)物，并且還需依照有機(jī)物與溶劑相互間相似相溶為原則，運(yùn)用固相微萃取器在樣品中將待測物萃取出后，直接與氣象色譜或高效液相色譜法一同使用，如此則能夠?qū)⒎治鑫飪?nèi)的具體濃度檢測出來。

通過對SPME與其他環(huán)境監(jiān)測方法的對比可以看出，固相微萃取法的運(yùn)用過程可以保留其他方式的優(yōu)勢，并且還可以填補(bǔ)柱填充物與運(yùn)用溶劑進(jìn)行解析的不足，在固相微萃取法的應(yīng)用當(dāng)中，萃取器成為實(shí)驗內(nèi)最為主要的一個方面，固相微萃器大多為活塞帽、針筒、針頭乃至石英纖維，其可以具有良好的保護(hù)效果，如此也就能夠更為順利的結(jié)束待測物萃取的工作。

SPME的實(shí)驗過程主要為兩方面，其一，萃取方面；其二，解吸方面。在萃取時，應(yīng)當(dāng)先把具備萃取固相的石英纖維植入樣品機(jī)制內(nèi)進(jìn)行萃取工作。解吸時把萃取處理完的石英纖維植入氣象色譜進(jìn)樣裝置的氣化室內(nèi)，通過高溫載氣解吸出萃取物，如此則能夠為氣象色譜分析給予良好的環(huán)境。由于SPME屬于負(fù)載傳質(zhì)，因此，在分析過程時，會被涂層特性、萃取當(dāng)中的環(huán)境、溫度、酸堿度等相關(guān)因素所左右，所以，進(jìn)行監(jiān)測時，必需把由于這些因素造成的影響減少到最低[2]。

3 固相微萃取技術(shù)的使用現(xiàn)狀

固相微萃取法可以快速檢驗出有機(jī)物的濃度，并且將具體的形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)乃至分布規(guī)律監(jiān)測出來，以此較好地體現(xiàn)出環(huán)境質(zhì)量狀況和未來發(fā)展?fàn)顩r，為了管理環(huán)境、控制污染源、規(guī)劃預(yù)計環(huán)境提出正確的根據(jù)。固相微萃取法已經(jīng)大量使用在諸多領(lǐng)域當(dāng)中，可是并未將固相微萃取技術(shù)的優(yōu)勢完全展現(xiàn)出來。

（1）固相微萃取技術(shù)只是通過萃取頭涂層涂料的合成，而當(dāng)前商品化涂層類別較少，在測定類別眾多的有機(jī)物上，則顯得具有諸多的局限性。因此分析全新萃取涂層，特別是對于一些組分特殊的涂層則更加凸顯出必要性。

（2）對于環(huán)境監(jiān)測而言，固相萃取法在遇到實(shí)驗室研究測量的阻礙，測量分組的監(jiān)測環(huán)境與自然界內(nèi)的環(huán)境有別時，特別對于較易揮發(fā)的有機(jī)物，其真正的濃度已經(jīng)產(chǎn)生顯著的改變。因此，實(shí)驗室測量的確與室外現(xiàn)場實(shí)地測定具有一些不同。固相微萃取法發(fā)展原位技術(shù)則成為必然，將固相微萃取技術(shù)使用于野外現(xiàn)場時，進(jìn)行完原位操作，則即時將污染物的類別與濃度測定完成，這成為未來固相微萃取法的發(fā)展形勢。

（3）海水內(nèi)存在不同離子，有機(jī)物的污染物濃度明顯，這類可以監(jiān)測出來的物質(zhì)具有較低的濃度，基礎(chǔ)體的運(yùn)用狀況令測定海水內(nèi)的物質(zhì)具有較大的難度。固相微萃取法的特征則為可以解決這些問題，令更為深入分析海洋生態(tài)環(huán)境變成現(xiàn)實(shí)。

4 固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

4.1 大氣環(huán)境監(jiān)測

人們身體的健康與大氣環(huán)境息息相關(guān)，由于諸多疾病的誘因就是被大氣污染所影響，例如胎兒畸形、癌變等，尤其是近些年霧霾愈發(fā)嚴(yán)重，也令人們更加關(guān)注大氣問題，從而需要對大氣污染物、室內(nèi)有機(jī)污染物采取監(jiān)測。而通過固相微萃取法給予監(jiān)測形成的效果尤為明顯。在運(yùn)用此方法監(jiān)測分析大氣的樣品時，樣品的濃度需符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如此才可令分析的效果更為精準(zhǔn)。假如采樣的樣品為氣體混合物，則濃度標(biāo)準(zhǔn)與氣體濃度相同，而且獲取的濃度還需在相應(yīng)時間內(nèi)保持，令其存在穩(wěn)定性。在采取同時段另一個實(shí)驗里，需獲取濃度相同的氣體混合物，然后再分析溫度和質(zhì)量。符合這些條件的樣品才可定為檢測目標(biāo)。

嚴(yán)格要求樣品是為了令固相微萃取法展現(xiàn)出良好的效果，令其監(jiān)測的準(zhǔn)確度值達(dá)到最高，因此對采樣的樣品需具備相應(yīng)的措施，將真實(shí)采集到的樣品進(jìn)行優(yōu)化，挑選適宜的樣品分析法。大氣樣品采集的方法包含了靜態(tài)與動態(tài)兩種。靜態(tài)取樣獲取的萃取量較低，動態(tài)取樣的精準(zhǔn)度則高于靜態(tài)取樣。在分析氣體時需要適當(dāng)?shù)膿]發(fā)空氣，所以依照采樣方式的差異形成的結(jié)論也有所不同，例如通過靜態(tài)取樣的方式，先將萃取涂層置于分析室中，并充滿樣品，通過一些時間的發(fā)酵則能夠獲取符合條件的樣品?？墒羌偃邕\(yùn)用的取樣方法為動態(tài)，為了令空氣展現(xiàn)出動態(tài)，則通過吹風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇獲取想要的成效，樣品則為在運(yùn)動中達(dá)成萃取涂層，如此則可以獲取最終樣本。可是對于大氣內(nèi)的一些成本特殊的萃取和監(jiān)測而言，例如甲醛等有機(jī)污染物，則應(yīng)當(dāng)通過衍生化反應(yīng)把極性分析物轉(zhuǎn)換成非極性分析物。衍生化反應(yīng)除卻能夠把涂層與基質(zhì)層更加均勻的分配，還可以將需要萃取的樣品獲取更多的選擇[3]。

4.2 在水體環(huán)境監(jiān)測內(nèi)的應(yīng)用

對于水體環(huán)境內(nèi)各種類別污染物的監(jiān)測而言，通常大多運(yùn)用直接萃取法及頂空萃取法。可以把全新涂層與先進(jìn)檢測儀器相融合，并運(yùn)用于水體環(huán)境污染物監(jiān)測當(dāng)中。固相微萃取的技術(shù)在各種新污染物中，展現(xiàn)出全新的聯(lián)用技術(shù)與涂層，為成熟的固相微萃取技術(shù)做好鋪墊。

挑選各種萃取涂層、萃取方式乃至相關(guān)檢測設(shè)備，固相微萃取技術(shù)已被大量運(yùn)用于湖水、河水、飲用水等環(huán)境水體基質(zhì)內(nèi)有機(jī)污染物的監(jiān)測。對有些不穩(wěn)定或低揮發(fā)性的污染物而言，也可以使用衍生化-固相微萃取技術(shù)。再通過呈芯片狀的PDMS萃取水源樣品的涂層，使用SPME-UV檢驗設(shè)備，依照比爾定律定量原理給予分析，監(jiān)測池水、湖水或河水內(nèi)的芳香烴這一類別的污染物，而RSD值是5%～10%，LOD值4.9～17.0/L。通過SPME-CE這一聯(lián)合技術(shù)，監(jiān)測水源環(huán)境內(nèi)多環(huán)芳烴類別的污染物，而LOD值是0.9/L，提升了監(jiān)測內(nèi)分析的靈敏度。透過SPMEGC技術(shù)，可以有效檢驗出化工廠排出的廢水內(nèi)的所有有機(jī)污染物。

4.3 在土壤環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用

固相微萃取法在監(jiān)測土壤環(huán)境時，可以通過頂空萃取的方式獲得土壤監(jiān)測的樣品，之后再初步處理土壤樣品?？梢酝ㄟ^加熱樣品的方式進(jìn)行，土壤樣品會存在一些揮發(fā)化合物，通過頂空萃取獲得上端物質(zhì)，進(jìn)行萃取處理。還有一種方法是通過浸液浸取樣品，把土壤樣品浸入液相當(dāng)中，之后再通過固相微萃取法完成監(jiān)測樣本。在通過第二種方式萃取時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格挑選路易氏劑標(biāo)準(zhǔn)溶液，通常挑選10 ng/uL的1.0 mL路易氏劑二氯甲烷溶液，之后融合PDT-二氯甲烷溶液優(yōu)化巰基化試劑用量。在固相微萃取法的使用中，不同狀況都會對樣品萃取造成影響，在監(jiān)測當(dāng)中不可直接進(jìn)行，而需融合一些有機(jī)溶劑，之后再有效分析土壤樣本，透過溶劑與結(jié)論才可以判斷樣品內(nèi)的污染物含量。在監(jiān)測樣品有機(jī)污染物時，特別對于萃取難度高或不揮發(fā)的有機(jī)污染物而言，可以通過固相微萃取法給予監(jiān)測，在萃取方面具有明顯的優(yōu)勢，并且具有良好的重復(fù)性及較高的回收率。在使用第二種固相微萃取法監(jiān)測土壤環(huán)境時，通常狀況挑選的方式是素氏萃取或超生萃取的方式，這兩個方式均需諸多有機(jī)溶劑，而微博融合固相微萃取法，無需使用有機(jī)溶劑，這也展現(xiàn)出固相微萃取法具有較低的成本，較高的安全性的特性，成為當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展方向中十分普遍的環(huán)境監(jiān)測方法[4]。

4.4 固相微萃取技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測內(nèi)的應(yīng)用前景

以當(dāng)前我國固相微萃取技術(shù)的發(fā)展水準(zhǔn)、發(fā)展速度而言，在未來環(huán)境監(jiān)測中展現(xiàn)出較大的作用，具備較大的發(fā)展前景。這是由于使用固相微萃取方法可以通過萃取涂層采集樣品，而且此涂層可以和不同儀器相融合進(jìn)行運(yùn)用，所以具有較廣的適用范圍，運(yùn)用時也較為便利。并且這一技術(shù)不用通過有機(jī)溶劑，也不用運(yùn)用過多的樣品量，采集到的樣品能夠反復(fù)應(yīng)用。這成為了便利可行、較易操控的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測人員可以通過隨身攜帶這一涂層而進(jìn)行樣品的收集與分析，這對當(dāng)前各地環(huán)境問題均尤為突出的狀況而言，則成為環(huán)境監(jiān)測人員掌握和了解環(huán)境質(zhì)量的有利條件。

5 結(jié)語

固相微萃取法是當(dāng)前新型處理方法，不但包含了傳統(tǒng)萃取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與特征，還具備較低的成本、較高的安全性，因此成為環(huán)境監(jiān)測內(nèi)普遍運(yùn)用和分析的一個方法，而且對研究物質(zhì)具備了現(xiàn)實(shí)意義。在長時間不同層面的分析中可以獲得出高效、全面乃至運(yùn)用時間較長的涂層，這對于固相微萃取法技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用十分有利?？墒窃诠滔辔⑤腿》ㄖ羞€應(yīng)當(dāng)通過相關(guān)專業(yè)設(shè)備的支持，才可以顯著提升監(jiān)測能力，而且可以提升分析有機(jī)污染物的正確率，可以加快我國環(huán)境檢測技術(shù)的提升及發(fā)展，顯著治理環(huán)境污染，為人類打造一個安全、無污染的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[2] 傅彥斌.固相微萃取分析條件的優(yōu)化[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，

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[3] 路俊杰，侯偉東.分析環(huán)境監(jiān)測中的固相微萃取法的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境，2012（12）：137.

[4] 董志.分析固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用[J].科技致富向?qū)В?012（21）：272.