土壤中半揮發性有機物前處理方法探析

黃振中

（廣東貝源檢測技術股份有限公司廣東廣州510000）

土壤中半揮發性有機物前處理方法探析

黃振中

（廣東貝源檢測技術股份有限公司廣東廣州510000）

半揮發性有機物(VOCs)是土壤中危害力較強的污染物，但是由于其殘留的濃度往往較低并且及其容易揮發，為了更好的了解土壤中VOCs的含量及組成成分，采取合理的提取與分析方法至關重要。文章首先探討了土壤VOCs的污染特性與基本特征，其次具體分析了VOCs樣本的前處理方法。

半揮發性有機物；溶劑萃取法；吹掃捕集

近年來，隨著我國工業與農業發展速度的不斷加快，各種有機溶劑、農藥、化工原料的大量使用，導致土壤中有機污染物的含量不斷提升。土壤污染問題嚴重影響自然環境的可持續發展，對人類的健康也造成巨大的威脅。目前，隨著有機物種類的逐漸提升，土壤中VOCs的種類也越來越多，為了更好的處理此類有機物污染物，采取合適的提取與分析方法至關重要。

1　土壤VOCs的污染特性與特征

1.1 VOCs的污染特性

（1）隱蔽性。土壤中的VOCs污染物常常會隱藏在土壤氣、液、固等物質中，具有非常大的隱蔽性。（2）揮發性。VOCs具有強烈的揮發性，一旦溫度與壓力條件符合，VOCs能夠直接從土壤中揮發，進入到大氣中。（3）毒害性。VOCs污染物大多具有較強的毒性，尤其是污染物揮發到大氣中，很容易形成光化學煙霧，對大氣環境造成嚴重影響。（4）持久性。VOCs一旦揮發到大氣中，往往難以清楚，隨著揮發量的不斷提升，最終濃度將超過人體可承受范圍，最終對人體造成健康威脅，

1.2 VOCs在土壤中的分布及遷移特性

VOCs在土壤中常以液態與氣態兩種方式出現，VOCs強烈的揮發性使得其進入到人類生活的大氣或者溶解到水中，對人類生命造成威脅。VOCs的遷移特性主要體現在其始終處于動態變化過程，揮發也是其遷移的一種方式。

2　土壤中VOCs前處理方法

2.1溶劑萃取法

萃取溶劑的選擇，要依據“相似相溶”的原理，選擇與待測物溶解能力相似的有機溶劑，并且溶劑不能與待測物發生反應。實際研究中[1]選擇了水、甲醇、環已烷、正已烷、乙醚等5種溶劑，對土壤VOCs中的鹵代烴、苯系物等有機物進行分析，并采取常溫、加溫、超聲波等振蕩方式，得出的結果為乙醚與甲醇具有較強的提取能力，但是乙醚因為具有較高的揮發性，并且其本身具有一定的毒性，而甲醇屬于普通的試劑，故更加推薦使用甲醇作為提取溶劑。

2.2吹掃捕集

該方法主要是利用惰性氣體來連續通過樣品，將土壤中的VOCs吹掃出來，輔助使用吸附劑進行采集，然后對吸附劑進行加熱，使吸附劑與VOCs樣本分離出來。該方法屬于一種非平衡態的連續萃取，適用于VOCs樣本萃取沸點于200℃以下的捕集，因此被廣泛用于環保部門、臨床化驗部門。

隨著樣本采集技術的不斷提升及相關領域研究的不斷深入，近年來新型VOCs樣本捕集技術越來越多[2]的研究就使用了比較先進的吹掃捕集技術，采取氣相色譜評定的方式，對土壤中VOCs樣本的含量進行了有效評定。

2.3靜態頂空法

該方法實施過程時主要是將樣品密封于頂空瓶中，將頂空瓶放置在一定溫度下，使氣液兩項達到某種平衡，然后將氣相部分放入到氣相色譜儀中。這種方法的優點是避免了從土壤中直接萃取樣本，減少提取過程中溶劑對土壤的污染，并獲得比較純凈的樣本。

然而實際上，靜態頂空法的準確度往往受到樣品有機成分、時間與溫度等影響，且時間與溫度的影響最大，通常而言，溫度越高，頂空氣體的濃度也越高，測量的準確性也會明顯提升，分析結果的準確性會提升。然而溫度并不是越高越好，通常在70℃～90℃之間最佳，過高則可能導致樣本氧化或者分解，對結果不利。

2.4固相微萃取法

該方法是在固相萃取法的基礎上發展起來的新型萃取技術，新技術使用涂有強大吸附能力的吸附劑來吸附樣品中的待測物，該方法集萃取、濃縮、解吸、進樣于一體，具有靈敏度高、操作簡便、環境友好等優點，但其缺點也比較明顯，反映為使用壽命短、成本高等方面。

固相萃取法可以分為三種：（1）直接固相微萃取、頂空固相微萃取與膜保護微萃取。其中直接法使用原理是將石英纖維直接摻入到提取物中進行萃取操作，但該方法僅僅適用與氣體狀態的VOCs樣本與干凈的水樣；（2）頂空法主要是將涂有吸附劑的石英纖維放置于樣本的頂空中進行吸附萃取，不與樣品進行直接接觸；（3）膜保護法主要是將萃取頭放入樣本中，纖維涂層上附有吸附劑，隨后采取熱脫附與流動脫附的方法進行萃取。

固相微萃取方法的出現比較晚，相應研究也有待完善，在國內相應研究的使用上，固相微萃取法的結果精度不高，其研究有待進一步加強。

2.5其他方法

VOCs前處理方法還有鎮流萃取法、熱脫附技術、超臨界萃取等，但是此類方法在現實研究中并不常用，所以相關理論研究也較少。

由于土壤的介質比較復雜，有機物種類不斷增多，在土壤VOCs前處理中，有時一種方法還遠遠不能達到理想的結果，此時就可以采取幾種方法結合的手段，比如實際研究中可以采用溶劑萃取法結合靜態頂空法的方法來提高回收率。

3　結語

土壤VOCs樣品前處理方法的研究是當前化學領域非?；钴S的課題，隨著科學環保理念的不斷推進，未來必將產生更多更有效的提取方法。

[1]莫達松,羅平,梁勇,蘇云鵬,謝安杰.土壤中揮發性有機物提取方法的研究現狀[J].企業科技與發展,2012（24）:24-26.

[2]李慶,劉菲,陳亮.液液萃取中半揮發性有機物正辛醇/水分配系數與回收率相關性分析[J].分析測試學報,2014（11）:1291-1295.