環(huán)境監(jiān)測(cè)中的樣品前處理技術(shù)探討

周 智

（廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 廣東廣州 510308）

1 樣品前處理的重要性

樣品前處理是指對(duì)樣品中待測(cè)組分的提取、凈化、富集的過程，使待測(cè)組分轉(zhuǎn)化為便于測(cè)定的形式。復(fù)雜基體如環(huán)境、醫(yī)藥、生物樣品中痕量物質(zhì)分析需要高效和高選擇性的樣品前處理技術(shù)，去除基體雜質(zhì)干擾提高分離效果，提高待測(cè)組分的分析精度和靈敏度，延長(zhǎng)儀器的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，環(huán)境分析中樣品前處理耗費(fèi)的時(shí)間占分析過程的60%，而誤差來源占分析過程的30%。樣品前處理決定了分析樣品能否滿足下一個(gè)分析步驟或所用分析儀器的要求，直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，是環(huán)境監(jiān)測(cè)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。

2 測(cè)定有機(jī)物的樣品前處理技術(shù)

2.1 液液萃取

液液萃取[2]是指利用待測(cè)物在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)或溶解度的差異而從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中的過程。它操作簡(jiǎn)單但耗時(shí)費(fèi)力，回收率低，通常需要消耗大量有機(jī)溶劑，容易對(duì)環(huán)境造成二次污染。

2.2 固相萃取

固相萃取[3]是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的待測(cè)化合物，再通過化學(xué)試劑洗脫或加熱解吸的方法，達(dá)到分離與富集待測(cè)物的目的。固相萃取所需樣品量小，操作時(shí)間短，無萃取溶劑，重現(xiàn)性好，克服了傳統(tǒng)液液萃取方法的缺點(diǎn)。

2.3 固相微萃取

固相微萃取[4]的原理與固相萃取類似，通過纖維針式、管內(nèi)式、攪拌棒式的吸附劑涂層，吸附氣體或液體樣品中的待測(cè)物，使其與干擾物和基體分離并富集，是集采樣、萃取、凈化、富集和進(jìn)樣于一體的樣品前處理技術(shù)，具有效率高、操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)少、無溶劑或少溶劑等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 超聲萃取

超聲萃取[3]是利用超聲波輻射壓強(qiáng)產(chǎn)生的各種效應(yīng)，如機(jī)械振動(dòng)、擊碎和攪拌等多級(jí)效應(yīng)，增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速度和頻率，增強(qiáng)穿透力，使待測(cè)物組分加速擴(kuò)散進(jìn)入溶劑。與常規(guī)萃取技術(shù)相比，超聲萃取具有常溫、常壓、效率高、試劑用量少、能耗低、安全性好、操作簡(jiǎn)單、儀器易于普及等優(yōu)點(diǎn)。

2.5 微波萃取

微波萃取[3]是利用微波的電磁輻射作用，從待測(cè)物內(nèi)部進(jìn)行加熱，加大熱傳導(dǎo)效應(yīng)，加速待測(cè)物分子向萃取劑擴(kuò)散，使萃取時(shí)間縮短，萃取質(zhì)量和效率大大提高。與傳統(tǒng)方法一樣，微波萃取收溶劑種類、萃取時(shí)間、萃取溫度等條件影響，需要根據(jù)待測(cè)物的特性優(yōu)化萃取條件。

2.6 頂空法

頂空法[5]是將放有配制好樣品的頂空瓶加熱，利用氣液兩相平衡原理，吸取氣體樣品進(jìn)行分析?？蛇x擇頂空儀與分析儀器連接或手動(dòng)進(jìn)樣，可定性、定量分析氣體、液體或固體樣品中的揮發(fā)性組分，適用于較高濃度的樣品。缺點(diǎn)是測(cè)定低濃度樣品時(shí)須大體積進(jìn)樣，會(huì)影響色譜柱效能，峰分開較差[6]。

2.7 吹掃捕集法

吹掃捕集法[3]是通過高純氮?dú)饣蚨栊詺怏w將待測(cè)物從樣品中吹掃出來，進(jìn)入富集管后加熱，隨載氣進(jìn)入聯(lián)用儀器進(jìn)行分析。吹掃捕集技術(shù)特別適用于液體樣品，無需使用化學(xué)試劑和其他前處理，可直接進(jìn)入吹掃管中吹掃、富集、分析。

3 測(cè)定重金屬的樣品前處理技術(shù)

3.1 微波消解

微波消解[5]是指用微波加熱消解罐內(nèi)已加入酸（如HCl、HNO3、HClO4）或堿的樣品，利用微波和高壓使樣品液體化，適用于土壤、固廢、顆粒物和煙塵中重金屬含量的測(cè)定。微波消解包括敞開式和密閉式兩種。與傳統(tǒng)消解技術(shù)相比，微波消解技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是消解徹底、待測(cè)組分揮發(fā)量小以及干擾因素少，缺點(diǎn)是樣品處理量小，高壓存在一定危險(xiǎn)性。對(duì)于砷、汞等揮發(fā)性金屬元素的測(cè)定，微波消解法因揮發(fā)量小而表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。

3.2 一體化消解技術(shù)

一體化消解技術(shù)[5]是一種自動(dòng)化的固體樣品處理技術(shù)，主要用于測(cè)定重金屬樣品的消解。樣品稱量后進(jìn)入消解罐中，加酸、消解、趕酸、定容均由軟件工作站按照設(shè)定程序控制儀器自動(dòng)完成，全過程無需人工操作，避免了人為因素的影響。可同時(shí)處理大量樣品。與其他儀器聯(lián)用時(shí)，可同時(shí)測(cè)定樣品中多種重金屬。

結(jié)語

科技發(fā)展使分析儀器的性能（檢出限、靈敏度、分辨率等）不斷提高，環(huán)境監(jiān)測(cè)向痕量化、超痕量化方向發(fā)展，對(duì)樣品前處理技術(shù)提出更高的要求。因而需要環(huán)境監(jiān)測(cè)工作者開發(fā)更高效、高選擇性、簡(jiǎn)單快速且綠色環(huán)保的樣品前處理技術(shù)。