分析环境监测中的固相微萃取法的应用

路俊杰 候伟东

摘要:在经济高速发展的今天,环境污染问题越来越严重,人们的环保意识也在不断的增强,有机物对环境带来的污染尤其受到关注。固相微萃取法本身具有快捷、方便、价廉以及灵敏等优势,是一种样品前进行处理的新技术,而且已经被广泛地用到了对环境监测之中。文章介绍了环境监测中固相微萃取法的含义,分析了固相微萃取法在土壤环境监测、水源环境监测以及大气环境监测中的应用。

关键词:环境监测固相微萃取法应用

中图分类号:X830 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0137-01

1环境监测中的固相微萃取法的含义

随着科学技术和经济发展的不断进步,人们对环境中污染物的监测越来越关注。但是由于土壤、水源以及大气中的污染物含量比较低、种类还很多,一般的监测方法的灵敏度无法达到要求的标准,而且基质和污染物之间存在着很强的相互性,难以通过目标组分进行监测,需要应用样品前的处理技术进行监测。索氏萃取、顶空法、液液萃取、固相萃取等是一些传统环境检测中应用到的样品前处理技术。但是这些处理技术存在着处理时间较长、操作步骤比较复杂、很容易造成易挥发组分的丢失,使得监测数据产生误差,最终影响到环境监测的结果。

目前,环境监测中最新的样品前的处理技术就是固相微萃取法。它是一种萃取、解吸、浓缩以及进样一体化的样品前的处理技术,是在传统的固相萃取的基础上,在保留传统固相萃取全部优势的前提下,摒弃通过使用有机溶剂或者注入充物来进行解吸的缺点[1]。固相微萃取法是把纤维上的吸附剂或者是高分子涂层作为固定相,再应用吸收机理或吸附机理对目标组分开始萃取和浓缩的操作,然后通过气相色谱的进样器进行热解吸,最后进行分析和监测。

由于固相微萃取法对样品的用量比较少、对监测物的选择性比较高、而且更加方便、快捷,同时实现了固相微萃取法与电泳、高效液相色谱、紫外光谱等监测仪器联合使用,使得环境检测中对固相微萃取法的应用变得更加广泛。与其他样品前的处理技术相比,固相微萃取法更加适合应用到现场的监测之中。

2固相微萃取法在环境监测中的应用

2.1 在监测土壤环境中固相微萃取法的应用

固相微萃取法要应用到固体样品的监测中,需要先对样品进行加热,使固体样品中的挥发性化合物成为顶空状态,然后用顶空的方法进行萃取。或者是应用浸取浸提液法,把固体样品转化到液相中,再通过固相微萃取实现土壤环境的监测[2]。

应用第一种方法进行土壤环境监测,萃取的效果有很大的优势,重复性比较好,平均的回收率达到了70.2%～105.1%之间。在应用第二种方法进行土壤环境监测时,很多情况都会选择索氏萃取或是超生萃取的方法,但是它们均需要通过应用很多有机溶剂才能进行监测,分析需要的时间也很长。利用微波结合固相微萃取法,将不需要采用有机溶剂,充分体现了固相微萃取法的低毒性、高安全、低成本的特征,也是满足可持续发展要求的一种监测方法。

2.2 在监测水源环境中固相微萃取法的应用

针对水源环境中不同类型的污染物进行监测,一般较多采用的是直接萃取法和顶空萃取法这两种方法。随着科学技术的不断进步,出现了一种新的处理技术,即固相微萃取法,将全新的涂层和先进的监测仪器结合在一起,并应用到了水源环境污染物的监测中。下面举例说明在监测水源环境应用固相微萃取法的试验方法:第一,利用芯片状PDMS来萃取水源样品的涂层,联合SPME-UV检测仪器,按照比尔定律定量的原理进行分析,对河水、湖水或是池水中的芳香烃这类型的污染物进行监测,其中RSD值为5%到10%,LOD值为每升4.9～17;第二,应用SPME-CE这项联合技术,对水源环境中的多环芳烃这类型的污染物进行监测,其中LOD值为每升0.9,使监测分析的灵敏度得到了提高;第三,通过SPME-GC这项技术联用技术,可以成功监测出化工厂排出的工业废水中所含有的污染物。

选取不同的萃取方式和萃取涂层,联合先进的监测仪器,固相微萃取法在河水、湖水、池水等水源环境监测中的应用已经非常广泛,对于水质的提高起到了重要的促进作用。

2.3 在监测大气环境中固相微萃取法的应用

大气环境中,有很多的有机污染物会对人体的器官会造成一定的影响,甚至引发一些畸胎性、诱发性以及致癌性的病变。所以,对大气中的有机污染物的环境监测非常重要,固相微萃取法在监测大气环境中也起到了一定的成就。用固相微萃取法进行大气环境监测时,必须提取一系列不同浓度的气态样品,这是进行相关定量分析的关键[3]。针对气态样品的选取,需要滿足一些条件才能够作为标准的样品进行检测:首先,对气态分析物的浓度必须保证并提高其标准性;其次,在一定的时间范围内,能够保证气态分析物浓度的恒定性;最后,在监测实验的过程中,可以获取到相同浓度的气态分析物,而且可以通过温度、质量以及压强等因素分析和计算气体的浓度。

完善和提高对实际的气体样品的采样过程以及技术分析,可以提高固相微萃取法在监测大气环境中的准确性。一般所采集的标准气体可以分为两种方式,即静态和动态。本文以室内空气中具有挥发性质的有机污染物为例,说明不同方式的标准气体取样。一是直接将萃取涂层放到室内的大气中进行取样,属于一种静态方式取样;二是通过电风扇将大气中的气态样品吹到萃取的涂层中进行取样,属于一种动态方式取样。将两种方式的取样进行对比,得到的结果是:通过静态方式得到的取样的萃取量大约为动态方式得到的取样萃取量的65%～85%之间,但是取样的精密度却比动态方式的取样稍微低一点。

3结语

固相微萃取法作为一种新型的样品前的处理技术,不仅具有传统固相萃取的优势,还具有低毒性、低成本、高安全的特性,已经在我国环境监测中得到了广泛的应用,对环境的监测和分析起到了重要的意义,环境监测的水平得到了提高,监测数据更加精准,对我国环境的优化起到了重要的促进作用。

参考文献

[1] 郭兆凯,朱英存,杨旭,等.固相微萃取(SPME)技术在水质监测中的应用[J].中国环境管理干部学院学报,2008(2).

[2] 傅彦斌.固相微萃取分析条件的优化[J].干旱环境监测,2006(1).

[3] 张俊花,张洪林.固相微萃取-气相色谱在水中有机污染物测定中的应用[J].中国环境监测,2011(4).