淺談固相微萃取法在環境監測中的應用

劉佳

摘 要：隨著我國在工業、農業、人口等方面的提升，形成了諸多問題，比如在工業生產中產生了大量的廢水，化肥農藥運用不正確、生活污水排放不當等。而諸多環境形成污染的物質在性質上因為具有一定的穩定性，所以在降解時則會存在一些困難，會存儲在各類物質當中，比如空氣、水分、土壤等，且透過食物滲透到人體當中，為人體的健康乃至生命帶來威脅，需要通過具有較高的準確性、靈敏度的環境監測方式，監測并控制各類有害物質。隨著科學技術的發展，加快了固相微萃取法的出現，并且在環境監測中大量運用。該文通過對固相微萃取法的探討，闡述固相微萃取法在環境監測中的應用，為進行環境監測的同仁給予一些參考。

關鍵詞：固相微萃取法 環境監測 污染

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（c）-0081-02

在科技發展當中，人們的生活獲得了較大的改變，不會再束縛于物質生活當中，從而對生活品質提出了更高的標準，特別在環境方面，由于經濟發展造成的環境污染，在高科技的推動下十分有利于執行環境污染狀態的檢測，掌握周遭的污染源。由于各類因素的作用，諸多污染物會滲透到大氣、水源乃至土壤當中，由于含量較低并且類別繁雜，傳統檢測方法并不能徹底檢查出來，無法實現應有的效果，究其根本，則是由于靈敏度較低，例如液液萃取、索氏萃取等一些方式因為具有諸多不足，因此需要較長的時間進行處理，操作尤為繁瑣，提取物較易遺失，這些均會影響檢測的正確度。在科技發展下，環境監測技術持續攀升，固相微萃取法則是當前發展較好的一種方式，能夠檢測大氣、土壤、水源當中的污染物，并且效果較好，成為環境監測方法中的標志。

1 固相萃取法的基本概念

固相萃取法成為我國當前在環境監測當中普遍運用于樣品前處理的一個全新的技術。將以往固相萃取法的方式作為基礎，透過技術優化而獲取。對于固相微萃取法而言，不但存在傳統固相萃取法的特點，并且也補充了諸多傳統技術中的不足。比如，在實驗人員通過有機溶劑完成樣品解吸時，透過固相萃取法，能夠對樣品完成萃取、解吸、濃縮、進樣等方面的處理。可是需要先將纖維內的吸附劑、高分子涂層當作固定相，之后依照指定的吸收原理，將樣品組進行萃取及濃縮，并且透過氣相色譜進樣器的運用，進行樣品熱解吸，可以獲得完善的分析與監測。固相微萃取法工作的流程，除卻需較少的樣品、操作便利、檢測迅速之外，也具有監測物標準較高的不足。因此可以通過實際狀況，綜合其他儀器，比如紫外光普、電泳、高效液相色譜等一些監測儀器共同運用，在環境監測工作中充分展現出固相微萃取法的特質，令其具有較高的靈敏度和正確度。由此可見，固相微萃取法成為值得推廣和分析的處理方法[1]。

2 固相微萃取法的原理

固相微萃取法是通過固相微萃取技術的原理進行環境監測的一個十分主要的方式，固相微萃取法的運用過程主要為有機物，從整體上分析有機物，并且還需依照有機物與溶劑相互間相似相溶為原則，運用固相微萃取器在樣品中將待測物萃取出后，直接與氣象色譜或高效液相色譜法一同使用，如此則能夠將分析物內的具體濃度檢測出來。

通過對SPME與其他環境監測方法的對比可以看出，固相微萃取法的運用過程可以保留其他方式的優勢，并且還可以填補柱填充物與運用溶劑進行解析的不足，在固相微萃取法的應用當中，萃取器成為實驗內最為主要的一個方面，固相微萃器大多為活塞帽、針筒、針頭乃至石英纖維，其可以具有良好的保護效果，如此也就能夠更為順利的結束待測物萃取的工作。

SPME的實驗過程主要為兩方面，其一，萃取方面；其二，解吸方面。在萃取時，應當先把具備萃取固相的石英纖維植入樣品機制內進行萃取工作。解吸時把萃取處理完的石英纖維植入氣象色譜進樣裝置的氣化室內，通過高溫載氣解吸出萃取物，如此則能夠為氣象色譜分析給予良好的環境。由于SPME屬于負載傳質，因此，在分析過程時，會被涂層特性、萃取當中的環境、溫度、酸堿度等相關因素所左右，所以，進行監測時，必需把由于這些因素造成的影響減少到最低[2]。

3 固相微萃取技術的使用現狀

固相微萃取法可以快速檢驗出有機物的濃度，并且將具體的形態、組織結構乃至分布規律監測出來，以此較好地體現出環境質量狀況和未來發展狀況，為了管理環境、控制污染源、規劃預計環境提出正確的根據。固相微萃取法已經大量使用在諸多領域當中，可是并未將固相微萃取技術的優勢完全展現出來。

（1）固相微萃取技術只是通過萃取頭涂層涂料的合成，而當前商品化涂層類別較少，在測定類別眾多的有機物上，則顯得具有諸多的局限性。因此分析全新萃取涂層，特別是對于一些組分特殊的涂層則更加凸顯出必要性。

（2）對于環境監測而言，固相萃取法在遇到實驗室研究測量的阻礙，測量分組的監測環境與自然界內的環境有別時，特別對于較易揮發的有機物，其真正的濃度已經產生顯著的改變。因此，實驗室測量的確與室外現場實地測定具有一些不同。固相微萃取法發展原位技術則成為必然，將固相微萃取技術使用于野外現場時，進行完原位操作，則即時將污染物的類別與濃度測定完成，這成為未來固相微萃取法的發展形勢。

（3）海水內存在不同離子，有機物的污染物濃度明顯，這類可以監測出來的物質具有較低的濃度，基礎體的運用狀況令測定海水內的物質具有較大的難度。固相微萃取法的特征則為可以解決這些問題，令更為深入分析海洋生態環境變成現實。

4 固相微萃取法在環境監測中的應用

4.1 大氣環境監測

人們身體的健康與大氣環境息息相關，由于諸多疾病的誘因就是被大氣污染所影響，例如胎兒畸形、癌變等，尤其是近些年霧霾愈發嚴重，也令人們更加關注大氣問題，從而需要對大氣污染物、室內有機污染物采取監測。而通過固相微萃取法給予監測形成的效果尤為明顯。在運用此方法監測分析大氣的樣品時，樣品的濃度需符合相應標準，如此才可令分析的效果更為精準。假如采樣的樣品為氣體混合物，則濃度標準與氣體濃度相同，而且獲取的濃度還需在相應時間內保持，令其存在穩定性。在采取同時段另一個實驗里，需獲取濃度相同的氣體混合物，然后再分析溫度和質量。符合這些條件的樣品才可定為檢測目標。

嚴格要求樣品是為了令固相微萃取法展現出良好的效果，令其監測的準確度值達到最高，因此對采樣的樣品需具備相應的措施，將真實采集到的樣品進行優化，挑選適宜的樣品分析法。大氣樣品采集的方法包含了靜態與動態兩種。靜態取樣獲取的萃取量較低，動態取樣的精準度則高于靜態取樣。在分析氣體時需要適當的揮發空氣，所以依照采樣方式的差異形成的結論也有所不同，例如通過靜態取樣的方式，先將萃取涂層置于分析室中，并充滿樣品，通過一些時間的發酵則能夠獲取符合條件的樣品。可是假如運用的取樣方法為動態，為了令空氣展現出動態，則通過吹風機或風扇獲取想要的成效，樣品則為在運動中達成萃取涂層，如此則可以獲取最終樣本。可是對于大氣內的一些成本特殊的萃取和監測而言，例如甲醛等有機污染物，則應當通過衍生化反應把極性分析物轉換成非極性分析物。衍生化反應除卻能夠把涂層與基質層更加均勻的分配，還可以將需要萃取的樣品獲取更多的選擇[3]。

4.2 在水體環境監測內的應用

對于水體環境內各種類別污染物的監測而言，通常大多運用直接萃取法及頂空萃取法。可以把全新涂層與先進檢測儀器相融合，并運用于水體環境污染物監測當中。固相微萃取的技術在各種新污染物中，展現出全新的聯用技術與涂層，為成熟的固相微萃取技術做好鋪墊。

挑選各種萃取涂層、萃取方式乃至相關檢測設備，固相微萃取技術已被大量運用于湖水、河水、飲用水等環境水體基質內有機污染物的監測。對有些不穩定或低揮發性的污染物而言，也可以使用衍生化-固相微萃取技術。再通過呈芯片狀的PDMS萃取水源樣品的涂層，使用SPME-UV檢驗設備，依照比爾定律定量原理給予分析，監測池水、湖水或河水內的芳香烴這一類別的污染物，而RSD值是5%～10%，LOD值4.9～17.0/L。通過SPME-CE這一聯合技術，監測水源環境內多環芳烴類別的污染物，而LOD值是0.9/L，提升了監測內分析的靈敏度。透過SPMEGC技術，可以有效檢驗出化工廠排出的廢水內的所有有機污染物。

4.3 在土壤環境監測中的運用

固相微萃取法在監測土壤環境時，可以通過頂空萃取的方式獲得土壤監測的樣品，之后再初步處理土壤樣品。可以通過加熱樣品的方式進行，土壤樣品會存在一些揮發化合物，通過頂空萃取獲得上端物質，進行萃取處理。還有一種方法是通過浸液浸取樣品，把土壤樣品浸入液相當中，之后再通過固相微萃取法完成監測樣本。在通過第二種方式萃取時，應當嚴格挑選路易氏劑標準溶液，通常挑選10 ng/uL的1.0 mL路易氏劑二氯甲烷溶液，之后融合PDT-二氯甲烷溶液優化巰基化試劑用量。在固相微萃取法的使用中，不同狀況都會對樣品萃取造成影響，在監測當中不可直接進行，而需融合一些有機溶劑，之后再有效分析土壤樣本，透過溶劑與結論才可以判斷樣品內的污染物含量。在監測樣品有機污染物時，特別對于萃取難度高或不揮發的有機污染物而言，可以通過固相微萃取法給予監測，在萃取方面具有明顯的優勢，并且具有良好的重復性及較高的回收率。在使用第二種固相微萃取法監測土壤環境時，通常狀況挑選的方式是素氏萃取或超生萃取的方式，這兩個方式均需諸多有機溶劑，而微博融合固相微萃取法，無需使用有機溶劑，這也展現出固相微萃取法具有較低的成本，較高的安全性的特性，成為當前的可持續發展方向中十分普遍的環境監測方法[4]。

4.4 固相微萃取技術在環境監測內的應用前景

以當前我國固相微萃取技術的發展水準、發展速度而言，在未來環境監測中展現出較大的作用，具備較大的發展前景。這是由于使用固相微萃取方法可以通過萃取涂層采集樣品，而且此涂層可以和不同儀器相融合進行運用，所以具有較廣的適用范圍，運用時也較為便利。并且這一技術不用通過有機溶劑，也不用運用過多的樣品量，采集到的樣品能夠反復應用。這成為了便利可行、較易操控的環境監測技術，監測人員可以通過隨身攜帶這一涂層而進行樣品的收集與分析，這對當前各地環境問題均尤為突出的狀況而言，則成為環境監測人員掌握和了解環境質量的有利條件。

5 結語

固相微萃取法是當前新型處理方法，不但包含了傳統萃取技術的優點與特征，還具備較低的成本、較高的安全性，因此成為環境監測內普遍運用和分析的一個方法，而且對研究物質具備了現實意義。在長時間不同層面的分析中可以獲得出高效、全面乃至運用時間較長的涂層，這對于固相微萃取法技術在環境監測中的運用十分有利。可是在固相微萃取法中還應當通過相關專業設備的支持，才可以顯著提升監測能力，而且可以提升分析有機污染物的正確率，可以加快我國環境檢測技術的提升及發展，顯著治理環境污染，為人類打造一個安全、無污染的環境。

參考文獻

[1] 郭兆凱，朱英存，楊旭，等.固相微萃取（SPME）技術在水質監測中的應用[J].中國環境管理干部學院學報，2010（12）：23.

[2] 傅彥斌.固相微萃取分析條件的優化[J].干旱環境監測，

2012（1）：11.

[3] 路俊杰，侯偉東.分析環境監測中的固相微萃取法的應用[J].能源與環境，2012（12）：137.

[4] 董志.分析固相微萃取法在環境監測中的運用[J].科技致富向導，2012（21）：272.