固相微萃取技術(shù)在環(huán)境污染物檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用

常子棟 李紅亮 楊 佳 王志鵬

（天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院 天津 300192）

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)峻。為了給廣大民眾提供一個(gè)良好的生存發(fā)展環(huán)境，來幫助國(guó)家整體發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)將環(huán)境保護(hù)列為我國(guó)的基本國(guó)策。環(huán)境污染物是指進(jìn)入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生變化、直接或間接有害于人類生存或造成自然生態(tài)環(huán)境衰退的物質(zhì)。環(huán)境污染物按污染類型可分為大氣污染物、水體污染物、土壤污染物等；按污染物的形態(tài)分為氣體污染物、液體污染物和固體污染物；按污染物的性質(zhì)分為化學(xué)污染物、物理污染物和生物污染物。環(huán)境污染物是環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的重要研究對(duì)象，其量值準(zhǔn)確影響到環(huán)境保護(hù)政策的制定和環(huán)境修復(fù)方案的實(shí)施。

固相微萃取（Solid-Phase Microextraction,SPME）是在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型樣品前處理技術(shù)[1]。與傳統(tǒng)的前處理方法相比，具有操作時(shí)間短、樣品量小、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種樣品的分析工作[2-4]。同時(shí)，固相微萃取技術(shù)可實(shí)現(xiàn)取樣、富集同時(shí)進(jìn)行，特別適用于痕量、微量物質(zhì)的前處理工作。因此，在傳統(tǒng)進(jìn)樣方式的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了固相微萃取與氣相色譜[5]、液相色譜[6]、光譜[7]等多種方法聯(lián)用的技術(shù)。近年來，固相微萃取技術(shù)在環(huán)境污染物檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1 大氣污染物檢測(cè)領(lǐng)域

大氣污染物，指由于人類活動(dòng)或自然過程排入大氣的并對(duì)人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。大氣污染物可通過直接呼吸、附著在食物或溶于水中及通過接觸或刺激皮膚等方式進(jìn)入人體，對(duì)人類身體健康產(chǎn)生威脅。同時(shí)大氣污染物也是酸雨、霧霾等天氣的直接產(chǎn)生原因，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有很大不利影響。

采用固相微萃取技術(shù)可以對(duì)氣態(tài)樣品中的痕量、微量污染物進(jìn)行富集，之后與氣相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀等儀器聯(lián)用，進(jìn)行定量、定性分析。在對(duì)污染物進(jìn)行富集時(shí)，可采用靜態(tài)采集方式，即將萃取頭直接暴露在空氣樣品中，達(dá)到采集污染物的目的；也可采用動(dòng)態(tài)采集的方式，即將萃取頭放置在流動(dòng)的氣體采集設(shè)備中采集污染物。固相微萃取法已在揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如常子棟等采用商品化100μm PDMS萃取頭可直接檢測(cè)(5～90)μg/mL濃度范圍內(nèi)的氣態(tài)苯[5]；劉瑞來采用多層孔活性碳膜涂層固相微萃取頭檢測(cè)氣態(tài)苯，檢出限可低至4.432×10-3μg/L[8]。

2 水體污染物檢測(cè)領(lǐng)域

水體污染物是指造成水體水質(zhì)、水中生物群落以及水體底泥質(zhì)量惡化的各種有害物質(zhì)。水體污染物不但可以通過直接飲用危害人類和其他動(dòng)物的健康，同時(shí)也會(huì)造成土壤污染、富營(yíng)養(yǎng)化、水質(zhì)惡化等造成長(zhǎng)期危害。

采用固相微萃取法對(duì)于水體污染物的檢測(cè)，可采用直接萃取法，即將萃取頭直接暴露在樣品中對(duì)污染物進(jìn)行富集；也可采用頂空萃取法，即對(duì)樣品加熱，使污染物變?yōu)闅鈶B(tài)，再用萃取頭富集氣體中的污染物。采用頂空進(jìn)樣法的干擾物較小，特別適用于水體中揮發(fā)性污染物的檢測(cè)工作。固相微萃取法已經(jīng)在多種水體污染物檢測(cè)中得到應(yīng)用，例如何誠(chéng)成等對(duì)水體中對(duì)四乙基鉛的檢出限可以達(dá)到0.006μg/L,加標(biāo)回收率范圍為83.3%～98.9%[9]；張秋菊等采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)水中三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷等54種揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行了同時(shí)測(cè)定[10]。

3 土壤污染物檢測(cè)領(lǐng)域

壤污染物是指使土壤遭受污染的物質(zhì)。其來源廣泛，主要包括工業(yè)和城市廢水廢物、農(nóng)藥和花費(fèi)、大氣沉降物等。污染物既包括砷、汞、鉛等無機(jī)重金屬污染物，也包括有機(jī)氮、有機(jī)磷、有機(jī)農(nóng)藥等有機(jī)污染物，更包括鍶、銫、鈾等放射性污染物。土壤污染物除了經(jīng)過植物的富集作用通過食物鏈危害人類健康，也可經(jīng)由雨水、河流進(jìn)入水體變?yōu)樗w污染無，還可揮發(fā)進(jìn)入空氣成為大氣污染物。土壤污染物多自然消解慢、危害時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境毒害大，對(duì)土壤污染物的檢測(cè)和治理也較困難。

采用固相微萃取法對(duì)土壤污染物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可采用加熱頂空法，即對(duì)樣品加熱，使揮發(fā)性污染物變?yōu)闅鈶B(tài)，使用萃取頭對(duì)氣態(tài)污染物進(jìn)行富集；也可采用浸取浸提液法，即將土壤樣品進(jìn)行索氏萃取或超聲萃取，使污染物進(jìn)入溶劑，再對(duì)溶劑中的污染物進(jìn)行檢測(cè)。例如夏紅芳對(duì)土壤中甲基叔丁基醚進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)不同城市、不同環(huán)境土壤中甲基叔丁基醚濃度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析[11]；王蒙等測(cè)定了土壤中的苯并[a]芘，檢測(cè)范圍在（0.1～25.0）ng/mL的濃度范圍內(nèi)[12]。

結(jié)語(yǔ)

固相微萃取法作為一種新型的樣品采集、富集、進(jìn)樣方式，已在環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用。目前固相微萃取法多與色譜法聯(lián)用，取得了很好的檢測(cè)效果。今后可對(duì)固相微萃取法的檢測(cè)機(jī)理、應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行進(jìn)一步研究，使其盡快作為標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中。