分析環(huán)境監(jiān)測中的固相微萃取法的應(yīng)用

路俊杰 候偉東

摘要:在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,人們的環(huán)保意識也在不斷的增強(qiáng),有機(jī)物對環(huán)境帶來的污染尤其受到關(guān)注。固相微萃取法本身具有快捷、方便、價廉以及靈敏等優(yōu)勢,是一種樣品前進(jìn)行處理的新技術(shù),而且已經(jīng)被廣泛地用到了對環(huán)境監(jiān)測之中。文章介紹了環(huán)境監(jiān)測中固相微萃取法的含義,分析了固相微萃取法在土壤環(huán)境監(jiān)測、水源環(huán)境監(jiān)測以及大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:環(huán)境監(jiān)測固相微萃取法應(yīng)用

中圖分類號:X830 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0137-01

1環(huán)境監(jiān)測中的固相微萃取法的含義

隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷進(jìn)步,人們對環(huán)境中污染物的監(jiān)測越來越關(guān)注。但是由于土壤、水源以及大氣中的污染物含量比較低、種類還很多,一般的監(jiān)測方法的靈敏度無法達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn),而且基質(zhì)和污染物之間存在著很強(qiáng)的相互性,難以通過目標(biāo)組分進(jìn)行監(jiān)測,需要應(yīng)用樣品前的處理技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。索氏萃取、頂空法、液液萃取、固相萃取等是一些傳統(tǒng)環(huán)境檢測中應(yīng)用到的樣品前處理技術(shù)。但是這些處理技術(shù)存在著處理時間較長、操作步驟比較復(fù)雜、很容易造成易揮發(fā)組分的丟失,使得監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差,最終影響到環(huán)境監(jiān)測的結(jié)果。

目前,環(huán)境監(jiān)測中最新的樣品前的處理技術(shù)就是固相微萃取法。它是一種萃取、解吸、濃縮以及進(jìn)樣一體化的樣品前的處理技術(shù),是在傳統(tǒng)的固相萃取的基礎(chǔ)上,在保留傳統(tǒng)固相萃取全部優(yōu)勢的前提下,摒棄通過使用有機(jī)溶劑或者注入充物來進(jìn)行解吸的缺點[1]。固相微萃取法是把纖維上的吸附劑或者是高分子涂層作為固定相,再應(yīng)用吸收機(jī)理或吸附機(jī)理對目標(biāo)組分開始萃取和濃縮的操作,然后通過氣相色譜的進(jìn)樣器進(jìn)行熱解吸,最后進(jìn)行分析和監(jiān)測。

由于固相微萃取法對樣品的用量比較少、對監(jiān)測物的選擇性比較高、而且更加方便、快捷,同時實現(xiàn)了固相微萃取法與電泳、高效液相色譜、紫外光譜等監(jiān)測儀器聯(lián)合使用,使得環(huán)境檢測中對固相微萃取法的應(yīng)用變得更加廣泛。與其他樣品前的處理技術(shù)相比,固相微萃取法更加適合應(yīng)用到現(xiàn)場的監(jiān)測之中。

2固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1 在監(jiān)測土壤環(huán)境中固相微萃取法的應(yīng)用

固相微萃取法要應(yīng)用到固體樣品的監(jiān)測中,需要先對樣品進(jìn)行加熱,使固體樣品中的揮發(fā)性化合物成為頂空狀態(tài),然后用頂空的方法進(jìn)行萃取?；蛘呤菓?yīng)用浸取浸提液法,把固體樣品轉(zhuǎn)化到液相中,再通過固相微萃取實現(xiàn)土壤環(huán)境的監(jiān)測[2]。

應(yīng)用第一種方法進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測,萃取的效果有很大的優(yōu)勢,重復(fù)性比較好,平均的回收率達(dá)到了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)測時,很多情況都會選擇索氏萃取或是超生萃取的方法,但是它們均需要通過應(yīng)用很多有機(jī)溶劑才能進(jìn)行監(jiān)測,分析需要的時間也很長。利用微波結(jié)合固相微萃取法,將不需要采用有機(jī)溶劑,充分體現(xiàn)了固相微萃取法的低毒性、高安全、低成本的特征,也是滿足可持續(xù)發(fā)展要求的一種監(jiān)測方法。

2.2 在監(jiān)測水源環(huán)境中固相微萃取法的應(yīng)用

針對水源環(huán)境中不同類型的污染物進(jìn)行監(jiān)測,一般較多采用的是直接萃取法和頂空萃取法這兩種方法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,出現(xiàn)了一種新的處理技術(shù),即固相微萃取法,將全新的涂層和先進(jìn)的監(jiān)測儀器結(jié)合在一起,并應(yīng)用到了水源環(huán)境污染物的監(jiān)測中。下面舉例說明在監(jiān)測水源環(huán)境應(yīng)用固相微萃取法的試驗方法:第一,利用芯片狀PDMS來萃取水源樣品的涂層,聯(lián)合SPME-UV檢測儀器,按照比爾定律定量的原理進(jìn)行分析,對河水、湖水或是池水中的芳香烴這類型的污染物進(jìn)行監(jiān)測,其中RSD值為5%到10%,LOD值為每升4.9～17;第二,應(yīng)用SPME-CE這項聯(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LOD值為每升0.9,使監(jiān)測分析的靈敏度得到了提高;第三,通過SPME-GC這項技術(shù)聯(lián)用技術(shù),可以成功監(jiān)測出化工廠排出的工業(yè)廢水中所含有的污染物。

選取不同的萃取方式和萃取涂層,聯(lián)合先進(jìn)的監(jiān)測儀器,固相微萃取法在河水、湖水、池水等水源環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,對于水質(zhì)的提高起到了重要的促進(jìn)作用。

2.3 在監(jiān)測大氣環(huán)境中固相微萃取法的應(yīng)用

大氣環(huán)境中,有很多的有機(jī)污染物會對人體的器官會造成一定的影響,甚至引發(fā)一些畸胎性、誘發(fā)性以及致癌性的病變。所以,對大氣中的有機(jī)污染物的環(huán)境監(jiān)測非常重要,固相微萃取法在監(jiān)測大氣環(huán)境中也起到了一定的成就。用固相微萃取法進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測時,必須提取一系列不同濃度的氣態(tài)樣品,這是進(jìn)行相關(guān)定量分析的關(guān)鍵[3]。針對氣態(tài)樣品的選取,需要滿足一些條件才能夠作為標(biāo)準(zhǔn)的樣品進(jìn)行檢測:首先,對氣態(tài)分析物的濃度必須保證并提高其標(biāo)準(zhǔn)性;其次,在一定的時間范圍內(nèi),能夠保證氣態(tài)分析物濃度的恒定性;最后,在監(jiān)測實驗的過程中,可以獲取到相同濃度的氣態(tài)分析物,而且可以通過溫度、質(zhì)量以及壓強(qiáng)等因素分析和計算氣體的濃度。

完善和提高對實際的氣體樣品的采樣過程以及技術(shù)分析,可以提高固相微萃取法在監(jiān)測大氣環(huán)境中的準(zhǔn)確性。一般所采集的標(biāo)準(zhǔn)氣體可以分為兩種方式,即靜態(tài)和動態(tài)。本文以室內(nèi)空氣中具有揮發(fā)性質(zhì)的有機(jī)污染物為例,說明不同方式的標(biāo)準(zhǔn)氣體取樣。一是直接將萃取涂層放到室內(nèi)的大氣中進(jìn)行取樣,屬于一種靜態(tài)方式取樣;二是通過電風(fēng)扇將大氣中的氣態(tài)樣品吹到萃取的涂層中進(jìn)行取樣,屬于一種動態(tài)方式取樣。將兩種方式的取樣進(jìn)行對比,得到的結(jié)果是:通過靜態(tài)方式得到的取樣的萃取量大約為動態(tài)方式得到的取樣萃取量的65%～85%之間,但是取樣的精密度卻比動態(tài)方式的取樣稍微低一點。

3結(jié)語

固相微萃取法作為一種新型的樣品前的處理技術(shù),不僅具有傳統(tǒng)固相萃取的優(yōu)勢,還具有低毒性、低成本、高安全的特性,已經(jīng)在我國環(huán)境監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用,對環(huán)境的監(jiān)測和分析起到了重要的意義,環(huán)境監(jiān)測的水平得到了提高,監(jiān)測數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn),對我國環(huán)境的優(yōu)化起到了重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭兆凱,朱英存,楊旭,等.固相微萃取(SPME)技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報,2008(2).

[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,2006(1).

[3] 張俊花,張洪林.固相微萃取-氣相色譜在水中有機(jī)污染物測定中的應(yīng)用[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2011(4).