固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

呂志軍

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

引言

在社會整體經(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，對生活環(huán)境也提出了更加嚴(yán)格的要求。科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為監(jiān)測環(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，大氣及土壤中會進(jìn)入各種污染物質(zhì)，雖然其含量較低，但種類非常多元，以往的檢測方法已經(jīng)難以滿足實際的檢測需要，且處理時間較長，操作繁瑣，會對監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利的影響。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有效促進(jìn)了固相微萃取法，對于環(huán)境監(jiān)測工作來說，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)測萃取物質(zhì)。在該過程中使用的樣品數(shù)量非常少，只在監(jiān)測物選擇方面有著明確的規(guī)定，整體操作流程簡單，可以快速完成檢測，并且適用于多種不同的儀器，使得固相微萃取法在多種類型的環(huán)境監(jiān)測工作中都發(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)場監(jiān)測工作的實際需要。

1.2 固相微萃取法在環(huán)保中的重要作用

目前人類活動已經(jīng)對自然環(huán)境產(chǎn)生了直接的影響，所以自然開始反作用人類。為了使生態(tài)環(huán)境更加的美好和健康，人類對環(huán)境監(jiān)測更加關(guān)注和重視，通過長時間的監(jiān)測獲得了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對污染源頭有了清晰的了解。通過對污染趨勢的掌握，建立了完善的預(yù)警模式。通過采集的標(biāo)志性數(shù)值，對環(huán)境質(zhì)量有客觀性的評價，并提出針對性的措施控制環(huán)境污染，也為國家制定相關(guān)政策提供準(zhǔn)確的依據(jù)，為依法監(jiān)測提供重要的參考。在此過程中，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)工作的順利實施創(chuàng)造良好的條件，使各項環(huán)保措施可以落實到位，為人們營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)人員需要對固相微萃取法展開深入的探索和研究，準(zhǔn)確把握這一方法的應(yīng)用優(yōu)勢，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有機(jī)物的濃度時所需要的時間非常短，還可以對有機(jī)物的形態(tài)及分布規(guī)律等進(jìn)行全面的監(jiān)測，以及時明確環(huán)境質(zhì)量的實際情況，采取合理的措施對污染源進(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。

（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，且商品涂層類別比較單一，在對眾多的有機(jī)物進(jìn)行測定時會受到一定的限制，因此對萃取涂層進(jìn)行分析，特別是對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]。只有展開深入的分析和研究，才能更好地發(fā)揮這一方法的優(yōu)勢和作用，有效促進(jìn)固相微萃取技術(shù)的發(fā)展。

（2）針對環(huán)境監(jiān)測來說，實驗室分析階段固相微萃取法在具體過程中需要面臨較大的困難，如果測量組分的監(jiān)測環(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)物濃度會逐漸降低，因此，室外現(xiàn)場實地測定的準(zhǔn)確性與實驗室測量的準(zhǔn)確性會存在較大的不同[4]。固相微萃取法發(fā)展原位技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢，特別是在野外現(xiàn)場應(yīng)用該技術(shù)開展原位操作，可以對污染物的類別與濃度等有明確的測定。

（3）海水中蘊(yùn)含著大量的離子有機(jī)物，污染物濃度較高，但實際被檢測出來的卻較少，基體狀況會對海水內(nèi)物質(zhì)測定產(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題，但需要對海洋生態(tài)環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步的分析。只有在對海洋生態(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)測中的實際應(yīng)用

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

3.1 大氣環(huán)境監(jiān)測

大氣環(huán)境會直接影響人們的身體健康，受到大氣污染影響，引發(fā)了多種不同類型的疾病，特別是近年來霧霾問題更加嚴(yán)重，也使人們對大氣問題更加關(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效果非常優(yōu)越，在運(yùn)用此方法檢測大氣樣品時，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)與氣體濃度會保持統(tǒng)一，所獲取的濃度在一段時間內(nèi)不會發(fā)生明顯的變化，穩(wěn)定性較強(qiáng)。在采取同時段另一個實驗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，才能將其作為檢測的主要目標(biāo)。

為了將固相微萃取法的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，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，確保可以采集真實的樣品，可以有效滿足實際需要。靜態(tài)與動態(tài)兩種方式都可以采集大氣樣品，但動態(tài)取樣的精確度更高，優(yōu)勢明顯。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，再發(fā)酵一段時間后獲取與條件相符合的樣品。而如果以動態(tài)的方式取樣，為了表現(xiàn)其動態(tài)性，則需要利用吹風(fēng)機(jī)，以達(dá)到預(yù)計的效果。在運(yùn)動過程中樣品達(dá)成萃取涂層，保證獲取到完整的樣品。然而，對于大氣中一些比較特殊的萃取和監(jiān)測來說，則需要通過衍生化反應(yīng)，對積極性分析物進(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

水是人們正常生活及各種生產(chǎn)活動順利開展的重要基礎(chǔ)，而在現(xiàn)代不同類型的污染中最為嚴(yán)重的就是水源污染，許多地區(qū)并沒有充分重視水源污染的治理工作，因此對于人們的日常生活及生產(chǎn)活動來說檢測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，通過分析確定污染物的性質(zhì)。現(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)，對固相微萃取法的效果提升進(jìn)行了全面的優(yōu)化。在對某一水源進(jìn)行監(jiān)測時，需要嚴(yán)格遵循科學(xué)的萃取方法，將HPLC 自動進(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劑進(jìn)行全面的檢測，萃取時間不超過一分鐘，且萃取準(zhǔn)確性極高，有效促進(jìn)了監(jiān)測準(zhǔn)確性的提升。

3.3 土壤環(huán)境監(jiān)測

實際上，在監(jiān)測土壤環(huán)境的過程中，固相微萃取法并沒有直接使用，而是使用加熱樣品，在頂空位置集中固體發(fā)揮出來的化合物質(zhì)，之后在操作過程中應(yīng)用頂空法進(jìn)行萃取。同時，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，這種操作方式在對土壤樣品進(jìn)行檢測的過程中發(fā)揮了重要的作用，并且能夠?qū)h(huán)芳烴萃取出來。這種涂層可以有效抵抗高溫，且使用時間較長，相比于PDMS 固相微萃取法的優(yōu)勢更加明顯，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，能夠使吸附過程中的使用時間得到有效的減少。

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

目前，我國整體科學(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，其存在可以有效滿足環(huán)境監(jiān)測的實際需要，有效促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測水平的穩(wěn)步提升，擁有非常廣闊的發(fā)展前景。這是因為固相微萃取法可以準(zhǔn)確萃取涂層采集樣品，而且此涂層在具體應(yīng)用過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)測人員間開展環(huán)境監(jiān)測工作提供了重要的便利。監(jiān)測人員通過這一涂層就可以對樣品進(jìn)行科學(xué)的分析，這對于復(fù)雜的環(huán)境污染問題來說，可以使環(huán)境監(jiān)測人員更加便利的了解環(huán)境質(zhì)量。

結(jié)語

固相微萃取法所具有的特殊性非常強(qiáng)，但其在具體應(yīng)用過程中具有諸多的優(yōu)勢，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)測環(huán)境，為物質(zhì)研究提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。通過長時間分析，不同的層面可以獲得時間較長的涂層，這對于固相微萃取法技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的運(yùn)用產(chǎn)生了有效的促進(jìn)作用，但為了充分提高監(jiān)測的能力，需要在設(shè)備等方面給予監(jiān)測人員最大的支持，確保監(jiān)測工作的順利實施。