固相微萃取技術在環(huán)境污染物檢測領域的應用

常子棟 李紅亮 楊 佳 王志鵬

（天津市計量監(jiān)督檢測科學研究院 天津 300192）

引言

隨著我國經濟發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴峻。為了給廣大民眾提供一個良好的生存發(fā)展環(huán)境，來幫助國家整體發(fā)展，我國已經將環(huán)境保護列為我國的基本國策。環(huán)境污染物是指進入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成和性質發(fā)生變化、直接或間接有害于人類生存或造成自然生態(tài)環(huán)境衰退的物質。環(huán)境污染物按污染類型可分為大氣污染物、水體污染物、土壤污染物等；按污染物的形態(tài)分為氣體污染物、液體污染物和固體污染物；按污染物的性質分為化學污染物、物理污染物和生物污染物。環(huán)境污染物是環(huán)境檢測領域的重要研究對象，其量值準確影響到環(huán)境保護政策的制定和環(huán)境修復方案的實施。

固相微萃?。⊿olid-Phase Microextraction,SPME）是在固相萃取基礎上發(fā)展起來的一種新型樣品前處理技術[1]。與傳統(tǒng)的前處理方法相比，具有操作時間短、樣品量小、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，適用于多種樣品的分析工作[2-4]。同時，固相微萃取技術可實現(xiàn)取樣、富集同時進行，特別適用于痕量、微量物質的前處理工作。因此，在傳統(tǒng)進樣方式的基礎上，發(fā)展出了固相微萃取與氣相色譜[5]、液相色譜[6]、光譜[7]等多種方法聯(lián)用的技術。近年來，固相微萃取技術在環(huán)境污染物檢測領域得到了廣泛的應用。

1 大氣污染物檢測領域

大氣污染物，指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對人和環(huán)境產生有害影響的物質。大氣污染物可通過直接呼吸、附著在食物或溶于水中及通過接觸或刺激皮膚等方式進入人體，對人類身體健康產生威脅。同時大氣污染物也是酸雨、霧霾等天氣的直接產生原因，對經濟發(fā)展也有很大不利影響。

采用固相微萃取技術可以對氣態(tài)樣品中的痕量、微量污染物進行富集，之后與氣相色譜儀、氣質聯(lián)用儀等儀器聯(lián)用，進行定量、定性分析。在對污染物進行富集時，可采用靜態(tài)采集方式，即將萃取頭直接暴露在空氣樣品中，達到采集污染物的目的；也可采用動態(tài)采集的方式，即將萃取頭放置在流動的氣體采集設備中采集污染物。固相微萃取法已在揮發(fā)性有機化合物檢測領域得到應用，例如常子棟等采用商品化100μm PDMS萃取頭可直接檢測(5～90)μg/mL濃度范圍內的氣態(tài)苯[5]；劉瑞來采用多層孔活性碳膜涂層固相微萃取頭檢測氣態(tài)苯，檢出限可低至4.432×10-3μg/L[8]。

2 水體污染物檢測領域

水體污染物是指造成水體水質、水中生物群落以及水體底泥質量惡化的各種有害物質。水體污染物不但可以通過直接飲用危害人類和其他動物的健康，同時也會造成土壤污染、富營養(yǎng)化、水質惡化等造成長期危害。

采用固相微萃取法對于水體污染物的檢測，可采用直接萃取法，即將萃取頭直接暴露在樣品中對污染物進行富集；也可采用頂空萃取法，即對樣品加熱，使污染物變?yōu)闅鈶B(tài)，再用萃取頭富集氣體中的污染物。采用頂空進樣法的干擾物較小，特別適用于水體中揮發(fā)性污染物的檢測工作。固相微萃取法已經在多種水體污染物檢測中得到應用，例如何誠成等對水體中對四乙基鉛的檢出限可以達到0.006μg/L,加標回收率范圍為83.3%～98.9%[9]；張秋菊等采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯(lián)用法對水中三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷等54種揮發(fā)性有機化合物進行了同時測定[10]。

3 土壤污染物檢測領域

壤污染物是指使土壤遭受污染的物質。其來源廣泛，主要包括工業(yè)和城市廢水廢物、農藥和花費、大氣沉降物等。污染物既包括砷、汞、鉛等無機重金屬污染物，也包括有機氮、有機磷、有機農藥等有機污染物，更包括鍶、銫、鈾等放射性污染物。土壤污染物除了經過植物的富集作用通過食物鏈危害人類健康，也可經由雨水、河流進入水體變?yōu)樗w污染無，還可揮發(fā)進入空氣成為大氣污染物。土壤污染物多自然消解慢、危害時間長、環(huán)境毒害大，對土壤污染物的檢測和治理也較困難。

采用固相微萃取法對土壤污染物進行檢測時可采用加熱頂空法，即對樣品加熱，使揮發(fā)性污染物變?yōu)闅鈶B(tài)，使用萃取頭對氣態(tài)污染物進行富集；也可采用浸取浸提液法，即將土壤樣品進行索氏萃取或超聲萃取，使污染物進入溶劑，再對溶劑中的污染物進行檢測。例如夏紅芳對土壤中甲基叔丁基醚進行了檢測，并對不同城市、不同環(huán)境土壤中甲基叔丁基醚濃度進行了統(tǒng)計分析[11]；王蒙等測定了土壤中的苯并[a]芘，檢測范圍在（0.1～25.0）ng/mL的濃度范圍內[12]。

結語

固相微萃取法作為一種新型的樣品采集、富集、進樣方式，已在環(huán)境檢測領域已經得到越來越多的應用。目前固相微萃取法多與色譜法聯(lián)用，取得了很好的檢測效果。今后可對固相微萃取法的檢測機理、應用領域等進行進一步研究，使其盡快作為標準方法進入國家標準中。