一、固相微萃取法的基本原理及其特點(diǎn)分析
1.固相微萃取的基本原理
固相微萃取簡(jiǎn)稱為SPME，是一種應(yīng)用范圍較廣的樣品預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)主要是以傳統(tǒng)的固相萃取技術(shù)（SPE）為基礎(chǔ)，在保留其所有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服了SPE需要使用有機(jī)溶劑進(jìn)行解吸的弊端。SPME主要是借助涂敷在纖維上的高分子涂層或是吸附劑作為固定相，通過(guò)吸附機(jī)理對(duì)待分析的目標(biāo)物進(jìn)行萃取及濃縮，并在GC中進(jìn)行直接加熱解吸，然后進(jìn)行分析檢測(cè)。
2.SPME的特點(diǎn)SPME技術(shù)具有以下特點(diǎn)
2.1處理過(guò)程簡(jiǎn)化
由于SPME技術(shù)是集取樣、萃取、富集和進(jìn)樣這四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)于一身，而對(duì)于大多數(shù)萃取方法而言，都僅能完成其中的1～2個(gè)環(huán)節(jié)，剩余的環(huán)節(jié)還需要其他的方法配合才能完成，這使得整個(gè)萃取處理過(guò)程十分繁瑣、復(fù)雜，某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題，都有可能影響處理效果和質(zhì)量。SPME集四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)于一身，使試樣的整個(gè)預(yù)處理過(guò)程獲得簡(jiǎn)化，能夠有效地確保處理質(zhì)量。
2.2污染小
SPME對(duì)于樣品的用量相對(duì)較少，并且對(duì)監(jiān)測(cè)物的選擇性較高，整個(gè)過(guò)程都是試樣直接與固相涂層直接作用，溶劑的消耗非常少，從而大幅度降低了對(duì)環(huán)境的二次污染。
2.3便于操作
由于SPME的萃取裝置是一支便攜式的萃取器，因而較為適合在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，并且還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，對(duì)于一些樣品較多、作業(yè)周期短的常規(guī)分析而言更加方便，不但省時(shí)省力，而且還能顯著提高準(zhǔn)確度和靈敏度。
二、固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用研究
現(xiàn)如今，在人們大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，給自然生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，各種各樣的污染隨處可見(jiàn)，尤其是大氣、土壤和水資源的污染更加嚴(yán)重，這已經(jīng)引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。為此，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作已經(jīng)勢(shì)在必行。
1.SPME在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
二氧化碳等有毒有害氣體的大量排放，使大氣環(huán)境中的有機(jī)污染物不斷增多，人體若是過(guò)量吸入這些污染物則會(huì)對(duì)身體器官造成一定程度的危害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)致癌性病變。
應(yīng)用SPME對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要對(duì)各種不同濃度的氣態(tài)樣品進(jìn)行提取，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)定量分析。為了確保所選取氣態(tài)樣品能作為標(biāo)準(zhǔn)樣品使用，樣品應(yīng)符合以下條件：其一，在特定時(shí)間內(nèi)，應(yīng)確保氣態(tài)分析物濃度的恒定性；其二，應(yīng)在保證氣態(tài)分析物濃度的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高其標(biāo)準(zhǔn)性；其三，應(yīng)確保在實(shí)際監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)階段能夠獲得與樣品相同濃度的氣態(tài)分析物。
為有效地提高SPME在監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境中的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)氣態(tài)樣品的采集和分析過(guò)程進(jìn)行不斷地完善和提高。常用的標(biāo)準(zhǔn)氣體采集方式有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，下面以室內(nèi)空氣具有揮發(fā)性有機(jī)污染物為例，對(duì)這兩種取樣方法進(jìn)行介紹：
1.1靜態(tài)取樣
將萃取涂層直接放置在室內(nèi)對(duì)空氣進(jìn)行取樣。
1.2動(dòng)態(tài)取樣
先將萃取涂層置于室內(nèi)，然后利用風(fēng)扇將大氣中的氣態(tài)樣品吹到涂層當(dāng)中來(lái)完成取樣。
通過(guò)對(duì)上述兩種取樣方式獲得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析得出以下結(jié)論：靜態(tài)方式的樣品萃取量約為動(dòng)態(tài)方式的65～85%左右，而取樣的精密度較之動(dòng)態(tài)方式稍低一些。
2.SPME在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
采用SPME能夠測(cè)定出土壤以及沉積物中目標(biāo)組分的具體濃度，按照這一結(jié)果便可以對(duì)土壤中有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化和降解過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。以對(duì)代謝物降解的監(jiān)測(cè)過(guò)程為例，對(duì)該方法的應(yīng)用進(jìn)行介紹。
可以通過(guò)SPME-GC聯(lián)用的方法對(duì)多環(huán)芳烴的降解過(guò)程進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)測(cè)定后可以發(fā)現(xiàn)芴菲芘在細(xì)菌的作用下發(fā)生降解時(shí)，整個(gè)過(guò)程形成大約10余種痕量代謝產(chǎn)物，其中不僅含有芴的降解產(chǎn)物，而且菲和芘也會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生出代謝產(chǎn)物。根據(jù)這一測(cè)定結(jié)果可知，采用SPME-GC聯(lián)用的方式能夠準(zhǔn)確、快速地測(cè)定出上述代謝產(chǎn)物的具體濃度變化情況，進(jìn)而可以幫助監(jiān)測(cè)人員對(duì)土壤中有機(jī)物降解的過(guò)程進(jìn)行了解，進(jìn)而可為環(huán)境污染的評(píng)估提供依據(jù)。
3.SPME在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
現(xiàn)階段，SPME在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用非常廣泛，可以測(cè)定出多個(gè)種類的化合物，如鎳、鉛、汞、錫等有機(jī)金屬化合物；除草劑和殺蟲(chóng)劑等農(nóng)藥類化合物；硫化物、MTBE等有機(jī)污染物。
3.1有機(jī)金屬化物的測(cè)定
通過(guò)SPME-GC聯(lián)合應(yīng)用的方式能夠測(cè)定出水質(zhì)樣本中有機(jī)錫和有機(jī)汞化合物的含量。具體方法如下：首先采用石英纖維作為固相涂層，并將之浸泡于濃中3.5h，清洗干凈以后置于高溫環(huán)境中進(jìn)行老化處理，時(shí)長(zhǎng)控制在4h以內(nèi)，經(jīng)過(guò)處理后的纖維可對(duì)有機(jī)汞和錫有較強(qiáng)的吸附效率。
3.2水質(zhì)中PAHs的測(cè)定PAHs即多環(huán)芳烴，其對(duì)環(huán)境和食品的污染非常嚴(yán)重，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的PAHs大概有200余種左右，其中有很大一部分具有致癌性。通過(guò)SPME技術(shù)對(duì)水體中的10種多環(huán)芳烴進(jìn)行萃取，在60min的取樣時(shí)間內(nèi)，萃取纖維上的吸附量與該采樣時(shí)間基本上成正比，在分配體系達(dá)到平衡之前，能夠定量測(cè)出水體當(dāng)中的被測(cè)物，其線性范圍在0.1～100 ，檢出限的回收率可達(dá)80-100%。
三、結(jié)論
總而言之，為了進(jìn)一步提高環(huán)境監(jiān)測(cè)的有效性，應(yīng)當(dāng)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中積極應(yīng)用固相微萃取技術(shù)，其不僅能夠有效地對(duì)大氣、土壤和水體等的污染進(jìn)行測(cè)定，而且在測(cè)定時(shí)還不會(huì)形成二次污染，加之該項(xiàng)技術(shù)的成本較低，值得大范圍推廣使用。在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，研究人員應(yīng)當(dāng)將工作的重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)高效、壽命長(zhǎng)和應(yīng)用范圍廣的涂層上，這對(duì)于SPME在環(huán)境分析監(jiān)測(cè)中推廣應(yīng)用意義重大。
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