固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

呂志軍

（廣東智行環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司 廣東肇慶 526000）

引言

在社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的背景下，人們的生活品質(zhì)逐漸提高，對(duì)生活環(huán)境也提出了更加嚴(yán)格的要求?？茖W(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為監(jiān)測(cè)環(huán)境中的污染物質(zhì)創(chuàng)造了良好的條件。但受到多種因素的影響，大氣及土壤中會(huì)進(jìn)入各種污染物質(zhì)，雖然其含量較低，但種類(lèi)非常多元，以往的檢測(cè)方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際的檢測(cè)需要，且處理時(shí)間較長(zhǎng)，操作繁瑣，會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利的影響?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展有效促進(jìn)了固相微萃取法，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)該方法的研究具有至關(guān)重要的意義。

1 固相微萃取法基本概念及其在環(huán)保中的重要作用

1.1 基本概念

固相微萃取法相比于其他監(jiān)測(cè)方法具有較強(qiáng)的特殊性[1]。該技術(shù)依托傳統(tǒng)的固相萃取方式展開(kāi)深度的研發(fā)，使傳統(tǒng)固相微萃取的技術(shù)特點(diǎn)得到有效的保留，并對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的不足進(jìn)行了有效的彌補(bǔ)，順利解析完成一系列的處理工作，其首先以纖維中的吸附劑作為固定相，結(jié)合吸收原理萃取目標(biāo)，全面的分析和監(jiān)測(cè)萃取物質(zhì)。在該過(guò)程中使用的樣品數(shù)量非常少，只在監(jiān)測(cè)物選擇方面有著明確的規(guī)定，整體操作流程簡(jiǎn)單，可以快速完成檢測(cè)，并且適用于多種不同的儀器，使得固相微萃取法在多種類(lèi)型的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中都發(fā)揮了重要的作用，且準(zhǔn)確性及靈敏性都比較高。結(jié)合這些特點(diǎn)，相比于一般的樣品處理技術(shù)，固相微萃取法可以更好地適應(yīng)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作的實(shí)際需要。

1.2 固相微萃取法在環(huán)保中的重要作用

目前人類(lèi)活動(dòng)已經(jīng)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生了直接的影響，所以自然開(kāi)始反作用人類(lèi)。為了使生態(tài)環(huán)境更加的美好和健康，人類(lèi)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)更加關(guān)注和重視，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)獲得了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對(duì)污染源頭有了清晰的了解。通過(guò)對(duì)污染趨勢(shì)的掌握，建立了完善的預(yù)警模式。通過(guò)采集的標(biāo)志性數(shù)值，對(duì)環(huán)境質(zhì)量有客觀性的評(píng)價(jià)，并提出針對(duì)性的措施控制環(huán)境污染，也為國(guó)家制定相關(guān)政策提供準(zhǔn)確的依據(jù)，為依法監(jiān)測(cè)提供重要的參考。在此過(guò)程中，固相微萃取法發(fā)揮了十分重要的作用，其存在不僅可以有效提升環(huán)境監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量，也可以保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，為環(huán)境保護(hù)工作的順利實(shí)施創(chuàng)造良好的條件，使各項(xiàng)環(huán)保措施可以落實(shí)到位，為人們營(yíng)造更加美好的生活環(huán)境，使人們的生活質(zhì)量得到顯著的提升，進(jìn)一步提高了環(huán)境保護(hù)的效果。因此，相關(guān)人員需要對(duì)固相微萃取法展開(kāi)深入的探索和研究，準(zhǔn)確把握這一方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將其合理應(yīng)用到不同的領(lǐng)域，以更好地促進(jìn)各領(lǐng)域發(fā)展，全面保護(hù)環(huán)境。

2 固相微萃取技術(shù)的使用現(xiàn)狀

固相微萃取法在檢驗(yàn)有機(jī)物的濃度時(shí)所需要的時(shí)間非常短，還可以對(duì)有機(jī)物的形態(tài)及分布規(guī)律等進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，以及時(shí)明確環(huán)境質(zhì)量的實(shí)際情況，采取合理的措施對(duì)污染源進(jìn)行全面的控制[2]。固相微萃取法目前已經(jīng)在諸多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，可以全面展現(xiàn)固相微萃取技術(shù)的先進(jìn)優(yōu)勢(shì)。

（1）萃取頭涂層涂料的合成是固相微萃取技術(shù)的關(guān)鍵步驟，而當(dāng)前只有較少的商品存在涂層，且商品涂層類(lèi)別比較單一，在對(duì)眾多的有機(jī)物進(jìn)行測(cè)定時(shí)會(huì)受到一定的限制，因此對(duì)萃取涂層進(jìn)行分析，特別是對(duì)于一些成分比較特殊的涂層進(jìn)行分析已經(jīng)非常有必要[3]。只有展開(kāi)深入的分析和研究，才能更好地發(fā)揮這一方法的優(yōu)勢(shì)和作用，有效促進(jìn)固相微萃取技術(shù)的發(fā)展。

（2）針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室分析階段固相微萃取法在具體過(guò)程中需要面臨較大的困難，如果測(cè)量組分的監(jiān)測(cè)環(huán)境與自然界內(nèi)的環(huán)境存在較大的差異性，那么容易揮發(fā)的有機(jī)物濃度會(huì)逐漸降低，因此，室外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)定的準(zhǔn)確性與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的準(zhǔn)確性會(huì)存在較大的不同[4]。固相微萃取法發(fā)展原位技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，特別是在野外現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用該技術(shù)開(kāi)展原位操作，可以對(duì)污染物的類(lèi)別與濃度等有明確的測(cè)定。

（3）海水中蘊(yùn)含著大量的離子有機(jī)物，污染物濃度較高，但實(shí)際被檢測(cè)出來(lái)的卻較少，基體狀況會(huì)對(duì)海水內(nèi)物質(zhì)測(cè)定產(chǎn)生一定的阻礙，而應(yīng)用固相微萃取法可以有效解決這些問(wèn)題，但需要對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步的分析。只有在對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境有所了解的情況下再應(yīng)用該方法，才能順利完成檢測(cè)工作，更好地改善海洋生態(tài)環(huán)境。

3 固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用

目前，已經(jīng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用了固相微萃取法，其可以在大氣環(huán)境、水體環(huán)境等方面開(kāi)展規(guī)范性的監(jiān)測(cè)，發(fā)揮出重要的作用。

3.1 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)

大氣環(huán)境會(huì)直接影響人們的身體健康，受到大氣污染影響，引發(fā)了多種不同類(lèi)型的疾病，特別是近年來(lái)霧霾問(wèn)題更加嚴(yán)重，也使人們對(duì)大氣問(wèn)題更加關(guān)注，從而需要采取更加科學(xué)的方式全面監(jiān)測(cè)大氣污染物及室內(nèi)有機(jī)污染物[5]。固相微萃取法所具有的檢測(cè)效果非常優(yōu)越，在運(yùn)用此方法檢測(cè)大氣樣品時(shí)，可以有效保證樣品的濃度達(dá)到規(guī)定要求，如此所獲得的分析結(jié)果也比較精準(zhǔn)。例如氣體混合物是采樣的主要樣品，則濃度標(biāo)準(zhǔn)與氣體濃度會(huì)保持統(tǒng)一，所獲取的濃度在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生明顯的變化，穩(wěn)定性較強(qiáng)。在采取同時(shí)段另一個(gè)實(shí)驗(yàn)里所獲取的氣體混合物需要保持相同的濃度。只有確保樣品與這些條件相符合，才能將其作為檢測(cè)的主要目標(biāo)。

為了將固相微萃取法的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，必須嚴(yán)格按照相關(guān)要求準(zhǔn)備樣品。因此，相關(guān)人員必須更加重視樣品采集工作，選擇合理的方式采集樣品，確?？梢圆杉鎸?shí)的樣品，可以有效滿(mǎn)足實(shí)際需要。靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種方式都可以采集大氣樣品，但動(dòng)態(tài)取樣的精確度更高，優(yōu)勢(shì)明顯。適當(dāng)揮發(fā)氣體，選擇不同的采樣方式[6]。以靜態(tài)取樣方式為例，在分析室中置于萃取涂層，使樣品充滿(mǎn)，再發(fā)酵一段時(shí)間后獲取與條件相符合的樣品。而如果以動(dòng)態(tài)的方式取樣，為了表現(xiàn)其動(dòng)態(tài)性，則需要利用吹風(fēng)機(jī)，以達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中樣品達(dá)成萃取涂層，保證獲取到完整的樣品。然而，對(duì)于大氣中一些比較特殊的萃取和監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，則需要通過(guò)衍生化反應(yīng)，對(duì)積極性分析物進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)換。衍生化反應(yīng)不僅可以使分配基質(zhì)層與涂層分配的更加合理，還可以為樣品獲取人員提供多種選擇。

3.2 水體環(huán)境監(jiān)測(cè)

水是人們正常生活及各種生產(chǎn)活動(dòng)順利開(kāi)展的重要基礎(chǔ)，而在現(xiàn)代不同類(lèi)型的污染中最為嚴(yán)重的就是水源污染，許多地區(qū)并沒(méi)有充分重視水源污染的治理工作，因此對(duì)于人們的日常生活及生產(chǎn)活動(dòng)來(lái)說(shuō)檢測(cè)水源具有非常重要的作用[7]。該萃取方式可以直接萃取污染物，通過(guò)分析確定污染物的性質(zhì)?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，在此方面已經(jīng)擁有了新型的涂層及聯(lián)用操作技術(shù)，對(duì)固相微萃取法的效果提升進(jìn)行了全面的優(yōu)化。在對(duì)某一水源進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要嚴(yán)格遵循科學(xué)的萃取方法，將HPLC 自動(dòng)進(jìn)樣閥置于內(nèi)壁鍵合著固相毛細(xì)血管的某一段置，利用取樣針作為萃取管，形成創(chuàng)新性的固相微萃取模式。該模式能夠?qū)λ粗写嬖诘臍⑾x(chóng)劑進(jìn)行全面的檢測(cè)，萃取時(shí)間不超過(guò)一分鐘，且萃取準(zhǔn)確性極高，有效促進(jìn)了監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的提升。

3.3 土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)

實(shí)際上，在監(jiān)測(cè)土壤環(huán)境的過(guò)程中，固相微萃取法并沒(méi)有直接使用，而是使用加熱樣品，在頂空位置集中固體發(fā)揮出來(lái)的化合物質(zhì)，之后在操作過(guò)程中應(yīng)用頂空法進(jìn)行萃取。同時(shí)，浸取浸提液的方式也得到了有效的使用，在液相之中倒進(jìn)分析液，之后應(yīng)用固相微萃取法。在土壤樣品中一般使用第一種方式，有相關(guān)研究者對(duì)其進(jìn)行了深入的研究，應(yīng)用溶膠-凝膠的方式研制出了固相微萃取法探頭，這種操作方式在對(duì)土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，并且能夠?qū)h(huán)芳烴萃取出來(lái)。這種涂層可以有效抵抗高溫，且使用時(shí)間較長(zhǎng)，相比于PDMS 固相微萃取法的優(yōu)勢(shì)更加明顯，有效降低檢出限，并且可以重復(fù)，回收率較高。與傳統(tǒng)常規(guī)的頂空固相微萃取法相比，能夠使吸附過(guò)程中的使用時(shí)間得到有效的減少。

3.4 固相微萃取技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)的應(yīng)用前景

目前，我國(guó)整體科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，有效促進(jìn)了固相微萃取技術(shù)的發(fā)展，其存在可以有效滿(mǎn)足環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要，有效促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)水平的穩(wěn)步提升，擁有非常廣闊的發(fā)展前景。這是因?yàn)楣滔辔⑤腿》梢詼?zhǔn)確萃取涂層采集樣品，而且此涂層在具體應(yīng)用過(guò)程中可以融合不同的儀器，所以適用范圍較廣，非常便利。應(yīng)用這一技術(shù)不需要使用有機(jī)溶液，所應(yīng)用的樣品量比較少，可以反復(fù)應(yīng)用采集到的樣品，為監(jiān)測(cè)人員間開(kāi)展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供了重要的便利。監(jiān)測(cè)人員通過(guò)這一涂層就可以對(duì)樣品進(jìn)行科學(xué)的分析，這對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境污染問(wèn)題來(lái)說(shuō)，可以使環(huán)境監(jiān)測(cè)人員更加便利的了解環(huán)境質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

固相微萃取法所具有的特殊性非常強(qiáng)，但其在具體應(yīng)用過(guò)程中具有諸多的優(yōu)勢(shì)，不僅將傳統(tǒng)萃取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與特征包含在此方法中，且所需要投入的資金較少，安全性較高，因此已經(jīng)普遍應(yīng)用該方法監(jiān)測(cè)環(huán)境，為物質(zhì)研究提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間分析，不同的層面可以獲得時(shí)間較長(zhǎng)的涂層，這對(duì)于固相微萃取法技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用產(chǎn)生了有效的促進(jìn)作用，但為了充分提高監(jiān)測(cè)的能力，需要在設(shè)備等方面給予監(jiān)測(cè)人員最大的支持，確保監(jiān)測(cè)工作的順利實(shí)施。