水体中多环芳烃的前处理技术

田莹

摘 要：本文研究探讨了几种测定水体中多环芳烃（PAHs）的样品前处理技术，并比较了它们的优劣，结果发现，固相微萃取（SPME）技术由于其集采样、萃取、浓缩和进样于一体，操作简单，自动化程度高，便于与大型仪器联用，是目前测定PAHs的主流方法。

关键词多环芳烃前处理

1引 言

多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，以下简称PAHs）指两个以上苯环以稠环形式相连的一类芳香族有机化合物，是有机化合物不完全燃烧和地球化学过程中产生的一类致癌物质，这类物质具有较强的“三致作用”，即致癌、致畸、致突变。

国内外对环境介质中PAHs的测定方法进行了广泛且深入的研究，由于环境样品基体复杂、多样且干扰物多，加之PAHs在环境中含量多为痕量或超痕量级，直接测定难度很大，有鉴于此，样品的前处理技术是目前PAHs测定研究的难点和热点之一。样品的前处理在测定过程中的重要性不言而喻，处理过程中的任何一点失误都会对测定造成重大的误差，样品前处理的结果直接影响着最终的测定结果。目前，对PAHs的分析技术已基本形成规范，一般采用液相色谱或气相色谱—质谱联用技术，但对样品的前处理方法还较为多样[1]。

水体中PAHs的前处理方法

2.1 液液萃取（liquid-liquid extraction，简称LLE）

LLE是水样萃取的一种常用方法，其原理是利用有机物在两种液相中按一定比例溶解分配的性质，将存于某一相的有机物用溶剂浸取、溶解，转入另一液相，从而达到分离和富集的目的。常选用二氯甲烷、正己烷、丙酮、乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂作为水样的萃取溶剂，萃取PAHs一般选用二氯甲烷和正己烷。

2.2 固相萃取法（solid phase extraction，简称SPE）

SPE是一种基于液固分离萃取的样品前处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来，是同时进行萃取和浓缩的方法。SPE的原理是用颗粒细小的多孔固相吸附剂选择性地吸附溶液中的被测物，被测物被吸附后，用另一种溶剂洗脱或用热解析的方法解析被测物。

用于富集水样中痕量PAHs的众多吸附剂中，键合硅胶固定相应用最为广泛，其中C18是效果最佳的固相萃取固定相。SPE有柱状和萃取盘两种形式，萃取柱是应用最早且最广泛的形式，而盘状SPE比柱状SPE采用粒径更小的键合硅胶或吸附树脂填料颗粒（8～12μm），用添加少量四氟乙烯或玻璃纤维压制成盘状结构的薄膜作为萃取载体，面积增大，反压降低，可以采用很高的流量，又可以防止固相吸附剂阻塞问题，萃取效率较固相萃取柱高。PTFE固相盘是最常用的，

2.3 固相微萃取（solid phase microextraction，简称SPME）

SPME技术以SPE技术为基础发展而来，使用的萃取装置类似于注射器，被称为的纤维固相微萃取装置。将色谱固定相或吸附剂涂在熔融的石英纤维上制成萃取头，萃取头上的涂层对目标物有亲和力，目标物被吸附或吸收到涂层上直至达到分配平衡。目标物的解析依据后续的检测手段而定，若用气相色谱测定（GC）则在GC进样口中通过高温解析；若用液相色谱测定（LC）则用溶剂洗脱。

在现有的商品化纤维中，涂有聚二甲基硅氧烷（PDMS）非极性涂层的纤维，涂层面积较大，能耐受300℃的进口温度。根据“相似相溶”的原则，PDMS纤维非常适合萃取非极性的PAHs，应用非常广泛，涂层厚度从100μm到7μm，随着厚度的减小，萃取头允许暴露的温度升高，解析越容易[2]。

SPME与SPE比较有如下优点：1、克服了SPE中填料的堵塞问题；2、降低了空白值和节省了预处理的时间；3、集采样、萃取、浓缩和进样于一体；4、萃取过程无需使用有机溶剂，保证了操作的安全性；5、萃取器携带方便，适合野外现场采样分析，非常易于进行自动化操作[3-4]。

3 总结

由于PAHs在水環境介质中含量一般较低，在现有条件下，要进行仪器分析必须对样品进行一定的前处理。前处理方法的优劣直接影响最终的分析结果。在实际工作中，对PAHs样品的前处理，主要是使用萃取技术。

通过对PAHs前处理技术的研究，结果表明，SPME是目前使用最广泛，效率最高，操作最便捷的一种前处理方法，SPME（或顶空SPME）与GC或HPLC联用以其前处理过程简便，方法自动化程度高，方法线性范围大，检出限低等优点成为当前测定PAHs的主流方法，而SPME技术由于能快速和有效地分析环境样品中的痕量有机污染物，从出现至今备受关注，萃取装置(萃取纤维涂层)优化、萃取方式进一步改进以及后序分析仪器的多样化将是SPME技术发展的方向， SPME的应用范围必将不断拓宽。

参考文献：

江桂斌, 郑明辉, 刘景富,等. 环境样品的前处理技术[M]. 化学工业出版社, 2004, 06: 24—369.

Eisert R, Levsen K.Solid-phase microextraction coupled to gas chromatography A new method for the analysis of organics in water[J]. Journal of Chromatography A, 1996, 733: 143—157.

罗世霞, 朱淮武, 张笑一. 固相微萃取－气相色谱法联用分析饮用水源水中的16种多环芳烃[J].农业环境科学学报, 2008, 27: 395—400.

Doong, R A, Chang S M, Sun Y C. Solid-phase microextraction for determining the distribution of sixteen US Environmental Protection Agency polycyclic aromatic hydrocarbons in water samples[J]. Journal of Chromatography A, 2000, 879: 177—188.