快速溶劑萃取技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用及其意義

【摘要】當(dāng)前基于各種因素的影響，水環(huán)境污染日漸嚴(yán)峻。水質(zhì)污染主要分為無機(jī)物污染、有機(jī)物污染，后者可細(xì)化為耗氧有機(jī)物污染與痕量有害有機(jī)物污染，而日趨增多的有機(jī)物污染，威脅著人類身心健康，因此必須加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)測。在監(jiān)測分析中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)便是樣品預(yù)處理，快速溶劑萃取技術(shù)與其他方法相比，具有快速、高效、便捷等優(yōu)點(diǎn)。本文闡述了快速溶劑萃取技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測前處理中的優(yōu)點(diǎn)，對快速溶劑萃取技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用及其意義進(jìn)行了論述分析。

【關(guān)鍵詞】快速溶劑萃取技術(shù)；水環(huán)境監(jiān)測；前處理；優(yōu)點(diǎn)；應(yīng)用；意義

水環(huán)境中污染物主要以沉積物形式存在，并且在水與底泥間遷移轉(zhuǎn)化，為了有效保護(hù)水環(huán)境，應(yīng)對沉積物展開全面、科學(xué)與合理監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上，以此保證水體污染治理效果與成效。根據(jù)有機(jī)污染物的特點(diǎn)，主要檢測手段有樣品預(yù)處理與設(shè)備儀器檢測。

1、快速溶劑萃取技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測前處理中的優(yōu)點(diǎn)

水環(huán)境中有機(jī)物具有一定的特殊性，如：揮發(fā)性、溶解性與穩(wěn)定性，在對其樣品進(jìn)行預(yù)處理時，可選用液固萃取方法，即利用有機(jī)物在不同溶劑中溶解度不同，將待測有機(jī)物提取出來，傳統(tǒng)的方法主要有索氏提取，以及后來進(jìn)一步發(fā)展起來的自動索氏提取、超聲萃取、微波萃取、超臨界萃取等，但有機(jī)溶劑的用量仍然偏多，萃取時間較長，萃取效率不夠高。并且水環(huán)境監(jiān)測具有采樣點(diǎn)多、樣品數(shù)量大、時效性強(qiáng)等特點(diǎn)，需要一些應(yīng)急監(jiān)測措施，上述前處理方法不能滿足水環(huán)境監(jiān)測的需要。近年來發(fā)展的全前處理方法——快速溶劑萃取法，是一種在提高溫度和壓力的條件下，用于萃取固體物質(zhì)中有機(jī)物的自動化方法，與前幾種方法相比，其突出的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)溶劑用量少、快速、回收率高，該法是解決水環(huán)境中底泥、土壤等固相物質(zhì)中揮發(fā)性、半揮發(fā)性和持久性有機(jī)物分析、監(jiān)測的有效方法。

2、快速溶劑萃取技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用分析

2.1 快速溶劑萃取技術(shù)的原理

快速溶劑萃取技術(shù)以溶質(zhì)在不同溶劑中的不同溶解度為依據(jù)，通過快速溶劑萃取儀與適合的溶劑，在高溫、高壓環(huán)境下，快速、有效萃取樣品中的有機(jī)物。溶質(zhì)受高溫度及高壓強(qiáng)的影響，向正反方向進(jìn)行，使解吸與溶解動力速度、溶劑沸點(diǎn)均大幅度提高，此后分析物可從基質(zhì)中快速解析，并且可迅速進(jìn)入溶劑，進(jìn)而保證了萃取速率。該儀器的答應(yīng)溫度范圍：50℃-200℃。常規(guī)使用的溫度范圍75℃～125℃，對于環(huán)境中一般污染物常用溫度100℃。在高壓下加熱，高溫的時間一般少于10min，實(shí)驗(yàn)證實(shí)熱降解不甚明顯，可用于樣品中易揮發(fā)組分的萃取。增加壓力。液體的沸點(diǎn)一般隨壓力的升高而提高，增加壓力使溶劑在高溫下仍保持液態(tài)，并快速布滿萃取池，液體對溶質(zhì)的溶解能力遠(yuǎn)大于氣體對溶質(zhì)的溶解能力，提高了萃取效率，并保證易揮發(fā)性物質(zhì)不揮發(fā)，增加了系統(tǒng)的安全性。該儀器的答應(yīng)壓力范圍：，常規(guī)使用壓力一般保持在1500psi。多次循環(huán)。根據(jù)分析化學(xué)中少量多次的萃取原則，在萃取過程中利用新鮮溶劑的多次靜態(tài)循環(huán)，最大限度的接近動態(tài)循環(huán)，提高萃取效率。

2.2 快速溶劑萃取技術(shù)應(yīng)用的分析

（1）樣品的預(yù)備。含水樣品會降低萃取效率，萃取前需通過自然風(fēng)干或加入干燥劑進(jìn)行干燥，但不要使用硫酸鈉，在高溫下會凝聚。樣品顆粒的表面積越大，萃取的效率越高，萃取前需研磨顆粒粒徑小于0.5mm，聚合體樣品最好在低溫，例如液態(tài)氮保持低溫狀態(tài)下，通過加入添加劑后進(jìn)行研磨。在萃取時要加入分散劑，例如顆粒較細(xì)的海砂或硅藻土，提高萃取效率。（2）合理選擇萃取劑。合理選擇萃取劑對于有效地萃取目標(biāo)化合物有著重要的作用。除強(qiáng)酸外，有機(jī)試劑、水和緩沖溶劑均可用于ase，根據(jù)相似相溶原理，萃取劑的極性應(yīng)接近目標(biāo)化合物。不同極性溶劑的混合物可適用于多類型化合物的萃取。（3）快速溶劑萃取技術(shù)的特點(diǎn)。溶劑被泵入填充有樣品的萃取池，加溫、加壓，數(shù)分鐘后，萃取物從加熱的萃取池中輸送到收集瓶中，經(jīng)凈化、脫水、濃縮處理，供色譜分析用。ase有機(jī)溶劑用量少，10g樣品只需15ml溶劑；快速萃取，完成一次萃取全過程的時間一般需15min；基體影響小，對不同基體可用相同的萃取條件；萃取效率高，選擇性好，已進(jìn)入美國epa標(biāo)準(zhǔn)方法，標(biāo)準(zhǔn)方法編號3545；便于方法的開發(fā)和發(fā)展，已成熟的溶劑萃取方法都可用于加速溶劑萃取法的開發(fā)利用；使用方便、安全性好，可達(dá)到12個樣品連續(xù)自動萃取，全程自動化。

2.3適用范圍。ase可用于底泥等固體物質(zhì)中酸性、堿性和中性物質(zhì)的萃取，尤其對水環(huán)境中的有機(jī)氯和有機(jī)膦農(nóng)藥、氯代除草劑、多氯聯(lián)苯類物質(zhì)、二惡英、多氯二苯呋喃，總石油烴、柴油和廢油等的萃取十分有效。

3、ase在水環(huán)境監(jiān)測中的意義

ase技術(shù)的高效萃取性能及其儀器高度自動化的完美結(jié)合大大改善了環(huán)境污染物監(jiān)測工作質(zhì)量和效率，對實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)代化有重要的現(xiàn)實(shí)意義。ase是近年來發(fā)展的現(xiàn)代化萃取技術(shù)，由于其突出的優(yōu)點(diǎn)，已受到環(huán)境污染監(jiān)測工的極大關(guān)注。ase技術(shù)在處理底泥等固相物質(zhì)中具有強(qiáng)大的優(yōu)勢，但仍具有其局限性，它不適于水中有機(jī)污染物的監(jiān)測，因此在水環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)進(jìn)一步提高水中有機(jī)物監(jiān)測技術(shù)水平。水中揮發(fā)性有機(jī)污染物監(jiān)測也應(yīng)改變傳統(tǒng)的頂空氣相色譜法，發(fā)展吹掃捕集氣相色譜法；對于水中半揮發(fā)和難揮發(fā)、難降解有機(jī)物的監(jiān)測，應(yīng)發(fā)展固相萃取技術(shù)，促進(jìn)水中有機(jī)污染物監(jiān)測現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。在水環(huán)境監(jiān)測中，應(yīng)系統(tǒng)地發(fā)展吹掃捕集、固相萃取、快速溶劑萃取技術(shù)，這三種前處理技術(shù)的結(jié)合可對水環(huán)境中有機(jī)污染物進(jìn)行較完整的處理，再與色譜技術(shù)的聯(lián)合使用，即可較全面地監(jiān)測水環(huán)境有機(jī)污染狀況，為進(jìn)行污染趨勢分析及研究控制對策提供可靠、全面的科學(xué)依據(jù)，從而促進(jìn)水利現(xiàn)代化的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，快速溶劑萃取技術(shù)是固體物質(zhì)中污染物監(jiān)測的一種樣品前處理技術(shù)，其以溶質(zhì)在不同溶劑中各異的溶解度為依據(jù)，借助快速溶劑萃取儀，在高溫、高壓條件下，選取最優(yōu)溶劑，以此保證了監(jiān)測的高效性與快速性。

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