环境监测中固相微萃取法的应用探讨

孔伟威 孟晓琦 刘青川

摘要：近年来，在试样预处理方面，固相萃取技术的发展十分迅速。作为现阶段相对成熟的样品前处理技术，固相萃取技术主要是利用固体吸附剂来于液相中的目标物质发生吸附，从而实现样品基体与其它干扰物质的分离。之后再使用相关的洗脱液或者加热的方式进行解析，最终得到目标物质的富集。本文希望通过对于固相萃取技术在具体领域的一些应用进行探讨，为关注这项技术的人员提供一些参考。

关键词：固相萃取；环境检测；应用探讨

一、引言

随着我国现代化进程的加速发展，我国的工业化程度也越来越高，相应的，生态环境也受到了十分严重的破坏。受到废水以及化肥污染的土地，富集了大量对于人体有害元素的生物，因工厂废弃排放受到污染的大气环境，都包含着对人体有毒有害的物质，而通过分析化学的方法，对这些地质、生物以及环境中的微量元素进行相应的测定，成为一项十分重的研究内容。

但是在对于这些内容的研究上，往往要比其它的实验对象需要耗费的精力更多。一方面，研究人员需要面对的测试样品不仅包含了固液气三相的各种物质，而且大多是以混合相的形态出现；另一方面，研究样品中的目标物质组成繁多复杂，且浓度较低，互相之间容易发生干扰。所以，在这项研究内容中，对于测试样品中的目标物质通过合适的方法进行分离之后的富集，是极为重要的。而固相萃取技术因为自身相较于传统液液分离法相比更为优秀的目标物质回收率以及效率更高的分离过程，在样品前处理中得到了十分广泛的应用。

二、固相萃取的基本原理以及相关装置/操作步骤介绍

2.1固相萃取的基本原理

固相萃取技术是由液相色谱技术以及液固萃取互相結合发展得来的，其中，选取合适的可以于目标物质发生结合的吸附剂作为固定相，在混合有目标物质的待分析溶剂流经吸附剂时，通过物理吸附或者共沉淀等化学方法而发生分离，随后目标物质全部或大部分与吸附剂发生结合，最终通过洗脱剂进行洗脱，于是目标物质被富集起来以供接下来的研究。

2.2固相萃取装置

固相萃取装置一般由两部分构成，包括固相萃取柱如以及辅件。其中比较常见的辅件有真空系统、真空泵以及采样器、缓冲瓶等。固相萃取柱又有两种形式，一种是固相萃取柱，其使用最为广泛，比较简单的固相萃取柱一般是选用玻璃或者聚丙烯、聚乙烯等塑料作为材料制成的小柱。另一种则称为固相萃取盘，内部常常是装有填料的纯聚四氟乙烯圆片。

2.3固相萃取的操作步骤

固相萃取的操作主要包括四个流程。第一步是进行吸附剂的活化，常用的方法是选用合适的溶剂对萃取柱进行湿润。第二步是样品的注入，先将固态样品进行溶液，之后加入固相萃取柱中，利用抽真空或者离心的方式使试样与吸附剂充分接触：第三步是选用合适的溶剂对去除固相吸附剂中的母液成分，注意要尽可能减少对于待分析物的影响。第四步是选择合适的溶剂冲洗分析物，使得分析物最终可以被回收。

三、固相萃取技术在环境检测领域中的应用

3.1固相萃取对环境检测中农药的测定

农药残留作为环境中常见污染源，对它的检测测定显得尤其重要。当前国内农林产业中大量使用农药，但因为农药本身毒性较强，农药污染问题就显得十分突出，受到环境化学研究的持续关注。据调查研究，多至99%的农药会残留在土壤当中或者通过其它途径进入水循环，这成为水源污染主要源头之一，因此检测环境中残留的农药具有很重要的现实意义。一种灵敏、准确、快速的检测方法可以有效帮助测量水中农药残留物。由于水的稀释作用以及不同水体中干扰物也不同，这使得一种有效准确的农药残留分析方法成为治理农药污染道路上的绊脚石。而随着近些年固相萃取技术的快速发展，给了高倍浓缩萃取水环境检测多种农药技术支持。固相萃取作为目前残留物分析中常用净化手段，很多国内外学者利用此项技术检测出很多种类农药，并为系统分析有机农药开发研究出一套快速简便的固相萃取法，并在业界推广使用。

3.2固相萃取对环境检测中金属元素的测定

很多重金属元素都对人体有伤害作用，严重的将引发中毒或癌变。目前越来越多的工厂违规将工业废水直接排入河流当中，因此对环境中金属元素的分离检测也是非常重要的一项内容。另外一个方面，对于冶金行业，对某些金属的测定回收也有着重要的意义。

当前进行固相萃取金属元素最常见的领域是水处理，常见的例如水的软化、脱盐、去离子化等，除此之外，国内外学者在其它领域也经常利用固相萃取方法检测金属元素。杨亚玲等人对样品中药利用固相萃取富集-高效液相色谱法检测测定出4种存在的金属元素。胡秋芬等选用C18作为固相萃取小柱，对氯磺酚偶氮硫代若丹宁与汞的显色配合物定量萃取、四氢呋喃洗脱后分光光度法测定，实现了环境中微量汞元素的测定。

3.3固相萃取对环境检测中多环芳烃的测定

作为环境污染中最重要检测指标之一，对多环芳烃的测定显得尤为重要。作为常见多环芳烃中的致癌物质，国家规定饮用水中3，4一苯并芘含量应小于0.01μg/L。在对一苯并芘进行测定过程中，关键在于如何将其与其它有机物进行分离。贾瑞宝等人采用固相萃取技术对水样进行前处理，而后建立EPA优先监控的多环芳烃同时分析的HPLC方法，并系统研究了更改剂量种类强度等对回收水中多环芳烃会有何影响。

3.4固相萃取对环境检测中空气污染物的测定

对于空气中的半挥发性及挥发性污染物通常采取固相萃取、溶液吸附、低温冷凝等方法进行采样。本文主要介绍固相萃取技术在检测空气污染物时的应用，它是在常温或低温下使空气通过均匀粒度固定相装小柱，利用空气与固定相间对有机物分配系数不同的原理，捕集化合物于小柱，达到富集目的。

四、结语

随着我国现代化进程的加速发展，对环境的治理检测与保护也日趋严格。本文首先对固相检测方法原理步骤进行了简单介绍，而后对环境检测不同领域固相萃取技术的具体应用进行了简要阐述，可以看出，作为目前试样预处理方面最普遍的方法，固相萃取技术可以获得更高回收率以及富集量，这些优点使得固相萃取技术的发展十分迅速，此外由于在进行固相萃取过程中高纯有机溶剂用量很少的特点，也减少了对环境的污染以及对检测过程的影响，使得检测过程更环保准确。除此之外其相对而言简便的操作过程，让固相萃取技术能够在环境检测领域被广泛使用，在未来也有着非常广阔的应用前景。

参考文献：

[1]杨亚玲，杨国荣，胡秋芬，杨光宇，尹家元.固相萃取富集-高效液相色谱法测定4种中草药中的重金属元素[J].药物分析杂质，2016.

[2]李利荣，吴宇峰，时庭锐，杨家凤.固相萃取技术在环境水质监测方法开发中的应用[J].环境科学与技术，2017.

作者简介：孔伟威，出生年月：1980.10，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：山东济宁市，当前职务：副科，当前职称：中级，学历：本科，研究方向：环境监测