富集技术水中痕量有机污染物检测应用

　　摘要: 为做好水中痕量有机污染物检测，优化富集方式，分析了几种常用的萃取方式:液液分散微萃取、涡旋辅助液液分散微萃取，对比了各种方法的优缺点，提出了高效的污染物检测技术方法:液液分配法、固体吸附溶剂提取法、冷冻法。实际操作中，要不断对富集技术进行改进，提升水中痕量有机污染物检测效率，为检测工作提供更高效、简便、灵敏且环境友好的分析方法。

　　关键词: 富集技术；有机物检测；污染物检测；技术革新

　　人类活动和动物生存都离不开水源，水是生物的重要组成部分，水源质量影响着世界万物的生存发展。但是，随着人类的发展，自然水资源和生态环境遭到了一定程度的损害，出现了严重的水资源污染问题。近些年，重型工业飞速发展，其主要原料从自然资源中获取，在自然资源开采中会破坏一定范围的生态系统，并向河流中排放一些污染物质，导致河流污染物质增加，地下水源污染加剧。日常生活中，人们将各种化学物品排放到水中，造成大范围的水污染，导致水中生物大量繁殖、生物后代畸变等问题，因此加强对水源物质含量检测十分必要。检测水源中污染物质的过程较为复杂，特别是针对一些污染物质含量较少的水质检测，测定前需要对标本进行富集处理。常用的液液萃取、固相微萃取等操作需要大量的水溶剂或脱硫操作，较为烦琐。随着痕量分析技术的进步，要更加重视水源样品预处理环节，在检测样本富集中，要改进传统的需要大量有机萃取剂的方法，研究新型、快速、方便的富集方法，如漩涡辅助液液分散微萃取、在线固相萃取法，这些方法收集方便，便于野外作业，是一种环境友好型的富集方式。

　　1 常用的萃取方式

　　1.1 液液分散微萃取

　　液液萃取技术是一种新型样本预处理技术，于2006 年首次提出。DLLME 使用的萃取剂是将一些比较容易溶于水的溶剂分散到水中进行相应物质的萃取，使用过程中，只需要不到 100 μL 的溶剂，对于环境伤害较小，且快速、简单，但其在最初的使用阶段需要一些有毒的萃取剂辅助，因此后来推出了悬浮固化液液微萃取技术。这项技术使用了比水密度小的、毒性低的有机溶剂，萃取完成后，放进低温环境进行固化，再进行融化检测。在 DLLME 基础上，2008 年，Leong等人结合 DLLME 和 LLME － SFO 建立了悬浮固化液液分散微萃取技术(DLLME － SFO)，这种方法不仅具备 DLLME 快速、富集倍数高和效率高的优点，还结合SFO，用低密度有机溶剂作萃取剂，对环境更加友好，保证了操作者的健康，扩展了 DLLME 应用范围，但是操作步骤烦琐。

　　1.2 涡旋辅助液液分散微萃取

　　DLLME 萃取时间明显减少，极大提升了预处理效率。其主要原理是萃取剂在分散剂的辅助作用下增加了二者的接触面积，同时加大了相应的溶解度。随着技术水平的提升，减少了分散剂的使用，在涡旋混合器帮助下，将分散剂充分分散到水中，通过离心装置将萃取剂和水分开，利用这种方法将水中化合物进行分离检测。

　　1.3 萃取剂种类及体积分析

　　富集过程中，萃取剂种类选择直接影响实验最终效果，萃取剂的选择要保证其化学特征与被检测物质类似，保证对被检测物质具有更好的萃取效果。在VALLME 中减小萃取剂体积的上浮相收集到的体积也减小，从而增加有机污染物的富集效率，影响效果分析。萃取剂在涡旋混合器、超声仪和磁力搅拌器的辅助下，分散到水溶液中形成细小的液滴，均匀分布，待测物质在萃取剂和水溶液之间是一个动态平衡过程，时间越长越接近平衡，萃取到的待测物质越多。时间从溶液形成漩涡时算起，涡旋过程中萃取剂形成细小的液滴分散到水样中，扩大接触面积，提高富集速度，在很短时间内即可完成。

　　2 高效的污染物检测技术

　　2.1 液液分配法

　　液液萃取法是较为传统的，也是最为常见的一种萃取法，基本原理是使用两种互不相容溶剂中的溶质分配规则，实现分离和浓缩效果。污染物溶质在两相中的分配受到温度和时间等因素的影响，对实验设备和分析仪器要求不高，适用于实验室的实验条件，但是需要消耗较多溶质，实验过程中可能会产生有毒物质。液液分配法萃取是利用被测量物体在不同溶剂中会发生不同程度的溶解，根据相应的溶解度变化，将被测量的污染物质进行多次溶剂分配，通过多次溶剂分配将其中的物质提取出来。这种方法成本较低，操作简单，操作过程中不会产生有毒物质和二次污染物质，适用于实验室富集操作，通常用于提取在溶液中不易挥发的物质。

　　2.2 固体吸附溶剂提取法

　　固相萃取法是 20 世纪常用的一种富集方法，其简单的操作和较高的效率成为官方检测方法。固相微萃取法是在原有的萃取方法上进行改进，富集过程中，并不是一次性将被检测物质完全提取，而是利用样本和固相涂层之间的一种平衡，达到被检测物质和溶剂分离效果，同样也是利用扩散原理。这种检测方法较为简单，萃取所需时间较短，能够在一定程度下实现自动化操作。

　　固相吸附溶剂提取法使用简单的装置，在装置周围安装固体吸附剂玻璃管道，当样品通过层叠玻璃水柱时，样品中的有机物质会被吸附剂吸附留下，在后期处理过程中，利用适当含量的潜剂将固体吸附剂中吸附的有机物淋洗出来。这种操作方法常使用的吸附剂有活性炭、硅胶、树脂等，其中活性炭是一种广泛使用的物质，性价较高，可以达到预期的吸附效果。在新型处理方法中，经常使用的一种物质是树脂，不同种类的树脂适用于不同类型的化合物，对于大孔树脂而言，其主要是由网状结构组成。不同类型树脂有不同的吸附性能，在测定水中痕量有机物时，xAD—2． 4、xAD －7. 87、Tenax 及国产 GDx 树脂应用较多。xAD 一 2． 4是苯乙烯和二乙烯苯的共聚物，表面为非极性；xAD －7． 8 是丙烯酸酯的聚合物，表面为极性；Tenax 为聚2. 6 一二苯基对苯醚，它和 GDx 树脂大多用于易挥发性有机物的富集。大孔树脂吸附富集痕量有机物的优点是吸附容量大，而树脂用量小，每次只需 l ～ 2 g，可以再生使用，再生后性能不变。

　　2.3 冷冻法

　　在充分冷却的情祝下，部分水冻结成紧固的冰，而一些在低温下能很好溶解的有机物则全部留在未被冻结的剩余液体中。一般采用冰盐浴得到 －12℃的低温即可满足样品处理要求，该方法的优点是水样量和化合物结构都不会影响回收率，挥发性物质不会损失，一次冷冻即可完全回收水中微克/升或更低浓度的有机物。

　　3 结语

　　在富集技术研究中，有机污染物处理需要对现有技术进行改造，建立一种新型的富集方法，使用过程中，简化使用步骤，减少有毒物质产生，提升灵敏度。在富集方法分析中，要关注萃取剂种类、使用过程中所需的剂量、萃取时间等因素，将这种方法应用于环境水污染有机物检测中，具有很强的实用性。实际操作使用中，要不断对相应的富集技术进行改进，提升对水中其他痕量有机污染物的检测效率，为水中有机污染物检测提供更高效、简便、灵敏且环境友好的分析方法。

文章来源：梁国欣.富集技术水中痕量有机污染物检测应用[J].黑龙江环境通报,2020,33(02):20-21.