解析环境监测中的固相微萃取法的应用

　　一、固相微萃取法的基本原理及其特点分析 
　　1.固相微萃取的基本原理 
　　固相微萃取简称为SPME，是一种应用范围较广的样品预处理技术，该技术主要是以传统的固相萃取技术（SPE）为基础，在保留其所有优点的基础上，克服了SPE需要使用有机溶剂进行解吸的弊端。SPME主要是借助涂敷在纤维上的高分子涂层或是吸附剂作为固定相，通过吸附机理对待分析的目标物进行萃取及浓缩，并在GC中进行直接加热解吸，然后进行分析检测。 
　　2.SPME的特点 
　　SPME技术具有以下特点： 
　　2.1处理过程简化 
　　由于SPME技术是集取样、萃取、富集和进样这四个关键环节于一身，而对于大多数萃取方法而言，都仅能完成其中的1～2个环节，剩余的环节还需要其他的方法配合才能完成，这使得整个萃取处理过程十分繁琐、复杂，某个环节发生问题，都有可能影响处理效果和质量。SPME集四个关键环节于一身，使试样的整个预处理过程获得简化，能够有效地确保处理质量。 
　　2.2污染小 
　　SPME对于样品的用量相对较少，并且对监测物的选择性较高，整个过程都是试样直接与固相涂层直接作用，溶剂的消耗非常少，从而大幅度降低了对环境的二次污染。 
　　2.3便于操作 
　　由于SPME的萃取装置是一支便携式的萃取器，因而较为适合在现场进行作业，并且还能实现自动化操作，对于一些样品较多、作业周期短的常规分析而言更加方便，不但省时省力，而且还能显著提高准确度和灵敏度。 
　　二、固相微萃取法在环境监测中的具体应用研究 
　　现如今，在人们大力发展经济的同时，给自然生态环境造成了严重的破坏，各种各样的污染随处可见，尤其是大气、土壤和水资源的污染更加严重，这已经引起了社会各界的广泛关注。为此，加强环境监测工作已经势在必行。 
　　1.SPME在大气环境监测中的应用 
　　二氧化碳等有毒有害气体的大量排放，使大气环境中的有机污染物不断增多，人体若是过量吸入这些污染物则会对身体器官造成一定程度的危害，严重时甚至会引发致癌性病变。应用SPME对大气环境进行监测时，需要对各种不同浓度的气态样品进行提取，以此来实现定量分析。为了确保所选取气态样品能作为标准样品使用，样品应符合以下条件：其一，在特定时间内，应确保气态分析物浓度的恒定性；其二，应在保证气态分析物浓度的基础上进一步提高其标准性；其三，应确保在实际监测实验阶段能够获得与样品相同浓度的气态分析物。为有效地提高SPME在监测大气环境中的准确性，应对气态样品的采集和分析过程进行不断地完善和提高。常用的标准气体采集方式有静态和动态两种，下面以室内空气具有挥发性有机污染物为例，对这两种取样方法进行介绍： 
　　1.1静态取样 
　　将萃取涂层直接放置在室内对空气进行取样。 
　　1.2动态取样 
　　先将萃取涂层置于室内，然后利用风扇将大气中的气态样品吹到涂层当中来完成取样。 
　　通过对上述两种取样方式获得结果进行对比分析得出以下结论：静态方式的样品萃取量约为动态方式的65～85%左右，而取样的精密度较之动态方式稍低一些。 
　　2.SPME在土壤环境监测中的应用 
　　采用SPME能够测定出土壤以及沉积物中目标组分的具体浓度，按照这一结果便可以对土壤中有机污染物的转化和降解过程进行监测。以对代谢物降解的监测过程为例，对该方法的应用进行介绍。可以通过SPME-GC联用的方法对多环芳烃的降解过程进行测定，经测定后可以发现芴菲芘在细菌的作用下发生降解时，整个过程形成大约10余种痕量代谢产物，其中不仅含有芴的降解产物，而且菲和芘也会相应产生出代谢产物。根据这一测定结果可知，采用SPME-GC联用的方式能够准确、快速地测定出上述代谢产物的具体浓度变化情况，进而可以帮助监测人员对土壤中有机物降解的过程进行了解，进而可为环境污染的评估提供依据。 
　　3.SPME在水质监测中的应用 
　　现阶段，SPME在水质监测中的应用非常广泛，可以测定出多个种类的化合物，如镍、铅、汞、锡等有机金属化合物；除草剂和杀虫剂等农药类化合物；硫化物、MTBE等有机污染物。 
　　3.1有机金属化物的测定 
　　通过SPME-GC联合应用的方式能够测定出水质样本中有机锡和有机汞化合物的含量。具体方法如下：首先采用石英纤维作为固相涂层，并将之浸泡于浓氢氟酸中3.5h，清洗干净以后置于高温环境中进行老化处理，时长控制在4h以内，经过处理后的纤维可对有机汞和锡有较强的吸附效率。 
　　3.2水质中PAHs的测定 
　　PAHs即多环芳烃，其对环境和食品的污染非常严重，据有关文献记载，已经发现的PAHs大概有200余种左右，其中有很大一部分具有致癌性。通过SPME技术对水体中的10种多环芳烃进行萃取，在60min的取样时间内，萃取纤维上的吸附量与该采样时间基本上成正比，在分配体系达到平衡之前，能够定量测出水体当中的被测物，其线性范围在0.1～100　，检出限的回收率可达80-100%。 
　　三、结论 
　　总而言之，为了进一步提高环境监测的有效性，应当在监测过程中积极应用固相微萃取技术，其不仅能够有效地对大气、土壤和水体等的污染进行测定，而且在测定时还不会形成二次污染，加之该项技术的成本较低，值得大范围推广使用。在未来一段时期内，研究人员应当将工作的重点放在开发高效、寿命长和应用范围广的涂层上，这对于SPME在环境分析监测中推广应用意义重大。