奧來國信（北京）檢測技術有限責任公司 張媛

隨著人們生活水平和質(zhì)量的全面提升，人們對生活環(huán)境提出了更高的要求，加之科學技術發(fā)展，為環(huán)境監(jiān)測工作快速發(fā)展提供了技術支持。從目前的情況來說，我國污染物種類比較多，廣泛滲透在空氣、土壤中，甚至水資源也受到了一定影響，含有大量的污染物質(zhì)，傳統(tǒng)的監(jiān)測方式無法對這些復雜的污染物進行全面監(jiān)測，監(jiān)測精度和靈敏度有待提高，不能滿足環(huán)境監(jiān)測的要求，監(jiān)測效果不理想。導致該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因在于一些傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測方式一般需要經(jīng)過較長的處理時間，操作比較復雜，容易造成物質(zhì)中重要成分的丟失，從而影響環(huán)境監(jiān)測結(jié)果，無法保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和完整性。將固相微萃取法運用于環(huán)境監(jiān)測中，通過使用現(xiàn)代化技術，可以對各種污染物進行全面監(jiān)測，效果比較理想，具有較高的使用價值。

一、固相微萃取法的概念概述

固相微萃取法作為一種全新的環(huán)境監(jiān)測方式，可以對各種監(jiān)測樣品進行提前處理，其基礎在于傳統(tǒng)的固相萃取方案。新型的固相微萃取法保留了傳統(tǒng)萃取技術的基本特點，并且在其基礎上進行改革創(chuàng)新，填補了所有技術中的不足。傳統(tǒng)技術方式在具體應用過程中，需要增加有機溶劑來解吸監(jiān)測樣品，而固相微萃取法無須這樣做就可以實現(xiàn)對所有檢測樣品的萃取與解吸，之后對其濃縮和取樣處理。在使用固相微萃取法的過程中，需要把高分子涂層作為固定相，或者將纖維中含有的吸附劑作為固定相，之后通過吸收原理對監(jiān)測目標進行萃取處理，從而在熱解吸過程中，利用氣相色譜樣器完成所有污染物質(zhì)的監(jiān)測工作[1]。在整個過程中，無須獲得太多的監(jiān)測樣品，只是對檢測物有著嚴格要求，操作比較便利，并且能夠做到快速監(jiān)測，其特點在于能夠與其他設備一同應用，特別是在現(xiàn)場監(jiān)測中展現(xiàn)出了良好的使用價值。

二、固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應用原理及優(yōu)勢

固相微萃取法是環(huán)境監(jiān)測中采用的一種全新的樣品前處理技術，涉及的工作流程有萃取、解吸、濃縮、取樣等。固相微萃取法打破了傳統(tǒng)固相萃取中需要加入補充物或者有機溶劑的局限性，同時也延續(xù)了傳統(tǒng)固相萃取方式的優(yōu)勢，在運用固相微萃取法的過程中，其固定相為纖維素上高分子涂層及吸附劑，在吸附工作原理和吸收工作原理的作用下實現(xiàn)目標組分的萃取、濃縮，之后通過氣相色譜進樣器實現(xiàn)熱解吸。和傳統(tǒng)固相萃取技術比較，固相微萃取法有著明顯的技術優(yōu)勢，這種方式對監(jiān)測物的選擇性有著較高的要求，并且所需要獲取的物質(zhì)量比較少，在實際操作中，這種方式更加便捷，監(jiān)測人員能夠隨身攜帶涂層完成樣品采集、分析等工作，并且真正做到現(xiàn)場即時收集與分析。固相微萃取法能夠利用高效液相色譜、電泳、紫外光譜等現(xiàn)代化監(jiān)測設備，保證監(jiān)測結(jié)果的準確性和有效性，可以在各種環(huán)境監(jiān)測中使用[2]。通過對我國固相微萃取法發(fā)展情況的調(diào)查，這種方式在未來環(huán)境監(jiān)測中能夠得到良好的發(fā)展，應用前景廣闊。

通常情況下，在使用固相微萃取法的過程中，可以將其劃分為四種類型，在日常應用中，技術工作人員可以結(jié)合使用現(xiàn)場的實際情況，選擇適宜的固相微萃取法，從而保證工作質(zhì)量和效率，改進工作現(xiàn)場設施，更好地滿足環(huán)境監(jiān)測要求。在使用固相微萃取法的過程中，需要保留固相微萃取法的使用優(yōu)勢與特點，規(guī)避一些有機溶劑在使用過程中出現(xiàn)的異常狀況，有效提高工作水平和效率。

第一，直接萃取法作為當前廣泛采用的一種工作方式，相關人員比較重視現(xiàn)代化技術的應用，以提高工作水平和質(zhì)量。直接萃取法作為當前應用比較廣泛的監(jiān)測技術，適合應用于氣體或者液體物質(zhì)的監(jiān)測中。在具體應用時，相關人員應把固相吸附劑導入到待測樣品中，這種方式的主要優(yōu)勢就是萃取效率比較高，能夠保證工作質(zhì)量。

第二，頂空萃取法適合應用一些具備揮發(fā)性和半揮發(fā)性的物質(zhì)監(jiān)測中。在具體應用中，相關技術人員需要把固相吸附劑導入在樣品中，利用待測物質(zhì)的揮發(fā)性進入到頂空，擴散在萃取各個層面，能夠有效縮短操作時間，提高工作效率。

第三，膜保護萃取法在使用過程中需要對部分分子量大的物質(zhì)進行分析，在具體應用方面，相關人員應該把固相吸附劑導入到待測樣品中，可以充分了解現(xiàn)階段分析儀器的運行狀況，順利完成定量監(jiān)測工作，提高監(jiān)測工作的精度和靈敏度[3]。

第四，磁性微萃取技術作為一種新型的固相微萃取方式，在綜合使用中，需要借助部分磁性材料對目標進行吸附處理，施加一定的外部磁場，及時、全面地處理溶劑中的磁性粒子，更好地滿足工作的具體要求。

三、固相微萃取法的應用現(xiàn)狀

在對有機物濃度監(jiān)測的過程中，如果采用固相微萃取法，則所需時間相對較短，并且能夠?qū)τ袡C物的形態(tài)、分布情況進行監(jiān)測，進一步了解環(huán)境質(zhì)量情況，通過采取有效的措施對污染源進行處理。固相微萃取法作為當前廣泛采用的一種環(huán)境監(jiān)測方式，被應用于各個領域，可以充分發(fā)揮固相微萃取法的應用優(yōu)勢。

首先，萃取頭層涂料的混合作為固相微萃取法應用的關鍵流程，目前只有少部分產(chǎn)品含有涂層，并且產(chǎn)品涂層種類較為單一，在諸多有機物檢測過程中容易受到一定限制，所以對萃取涂層進行具體分析，尤其是對于部分成分比較特殊的涂層進行認真分析是非常重要的。只有進行全面的分析和調(diào)查，才能將固相微萃取法的使用價值充分發(fā)揮出來，促進固相微萃取法更好地發(fā)展。

其次，從環(huán)境監(jiān)測角度分析，實驗室分析階段固相微萃取法在具體應用中會面臨一些困難，如果測量組分的監(jiān)測環(huán)境和自然條件下的環(huán)境有明顯差異，則容易揮發(fā)的有機物濃度將會下降，所以室外現(xiàn)場實地測定的精準性和實驗室測量的精準性之間有著一定差別。固相微萃取法發(fā)展原位技術已經(jīng)成為一種必然趨勢，尤其是在野外現(xiàn)場采用固相微萃取法進行原位操作，能夠?qū)ξ廴疚锓N的類和濃度進行科學測定[4]。

最后，海水中含有大量的離子有機物，污染物濃度相對偏高，但是實際能夠檢測出的物質(zhì)比較少，會給海水中的物質(zhì)測定帶來一定影響。通過使用固相微萃取法，能夠?qū)⑹箚栴}得到全面處理，但是在具體應用中，應該對海洋生態(tài)環(huán)境情況有一定認識，并進行具體分析。只有對海洋生態(tài)環(huán)境有充分的了解，在使用固相微萃取法的過程中，才能夠保證監(jiān)測工作快速完成，有效地改善海洋生態(tài)環(huán)境。

四、固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應用

氣候環(huán)境對人類的發(fā)展有著直接影響，如果在社會發(fā)展中對環(huán)境保護的重視度不高，容易造成生態(tài)環(huán)境的污染，無法為人們正常生活與發(fā)展提供良好的環(huán)境。加強對氣候環(huán)境的保護，是實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的關鍵。環(huán)境監(jiān)測可以及時找到生態(tài)環(huán)境中潛藏的污染問題，各個部門應該給予此工作高度重視。當前，環(huán)境監(jiān)測工作主要是根據(jù)大氣、土壤、水環(huán)境等內(nèi)容進行，讓固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中已實現(xiàn)廣泛應用。

（一）在大氣環(huán)境中的應用

從目前的情況來看，在開展大氣環(huán)境質(zhì)量工作時加強對大氣污染物的監(jiān)測，能夠及時找到存在的大氣污染問題，采取相關措施進行處理，減少生活、生產(chǎn)中污染物的排放。在大氣環(huán)境監(jiān)測過程中，相關人員將監(jiān)測區(qū)域根據(jù)要求劃分為多個層級，具體為兩個方面，一個是室外大氣環(huán)境監(jiān)測，另一個是室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)測。對于室外大氣環(huán)境監(jiān)測，當前技術人員比較注重污染物監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果確定工作方案，保證環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量。在實際工作中，技術人員采用固相微萃取法對大氣中的污染物成分進行監(jiān)測，其中，VOCs氣體是對大氣環(huán)境造成嚴重影響的成分，在固相微萃取法的作用下，可精準監(jiān)測樣品中污染物濃度。當前，技術人員在實際工作中，根據(jù)壓強、濕度、溫度等指標進行濃度分析，提高大氣中污染物的監(jiān)測精度。對于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測，與室外大氣環(huán)境監(jiān)測比較，此工作的重要性不言而喻，因為人們在室內(nèi)生活的時間遠遠超過室外，如果室內(nèi)空氣質(zhì)量無法保證，必然會影響工作效率和質(zhì)量的提高。當前，技術人員在室內(nèi)采用固相微萃取法時，需要根據(jù)實際情況，加快氣體流動，提高采樣水平，對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行精準監(jiān)測[5]。例如，近幾年我國對大氣環(huán)境污染的研究力度比較大，研究人員對空氣污染成分進行了具體劃分，進一步分析這些污染物對人體的影響。當前，空氣污染可能會造成胎兒畸形的概率升高，并且給人體呼吸系統(tǒng)造成嚴重影響。在大氣環(huán)境監(jiān)測過程中，對于一定濃度的標準氣體進行具體分析，檢測氣體中的污染物質(zhì)。在大氣環(huán)境監(jiān)測中，監(jiān)測成分包含揮發(fā)性有機酸、苯類物質(zhì)等，通過對氣體中污染物成分的探究，找到大氣中的污染物。

（二）在土壤環(huán)境中的應用

在土壤環(huán)境監(jiān)測中，相關人員非常注重固相微萃取法的應用，因為土壤自身為固體樣品，在環(huán)境監(jiān)測過程中，相關人員可以采用預先處理的方式，通過加熱處理，把土壤中的揮發(fā)性物質(zhì)分離出來，之后采用頂空萃取方式測量出揮發(fā)的有機物成分，保證工作效率與質(zhì)量。在具體操作中，這種方式只適合應用于部分揮發(fā)性有機物的監(jiān)測，對于部分無法揮發(fā)的污染物監(jiān)測，相關人員需要結(jié)合具體情況制定具體的操作方案，把分析液導入到容器中，及時吸附土壤中的有機物。通過分析把土壤中的成分進行分離處理，深入了解土壤的污染情況，制訂治理計劃。采用微處理方式可以精準監(jiān)測土壤中污染物成分，相關人員在開展土壤環(huán)境監(jiān)測工作的過程中，可利用有機溶劑把土壤中的污染物分離處理，之后采取固相微萃取法提高檢測工作質(zhì)量和效率。在土壤環(huán)境監(jiān)測過程中，相關人員應對污染物進行分類，精準測量土壤中的污染物成分。在實際工作中，相關人員需要注重對多環(huán)芳烴、有機含氯農(nóng)藥等污染物的監(jiān)測，之后根據(jù)土壤硬度和黏度等相關數(shù)據(jù)，改善工作質(zhì)量，提高測量工作的準確性。例如，相關人員在測定土壤中污染物成分的過程中，一般會選用二氯甲烷溶液作為試劑，對土壤中的成分進行具體分析，及時確定出土壤中的污染物。

（三）在水環(huán)境中的應用

在水環(huán)境污染物監(jiān)測過程中，相關工作人員要提高污染物監(jiān)測工作質(zhì)量，廣泛采用的工作方式有兩個，一個是直接萃取法，另一個是頂空萃取法。在日常工作中，相關人員需要對水體樣品中的污染物成分有充分的認識，在采用固相微萃取法的過程中，可以提出針對性的改進意見，從而提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量和水平。相關人員應該全面提高自身專業(yè)水平和能力，更好地完成水環(huán)境中污染物的監(jiān)測。從目前的情況來看，相關人員在進行水體污染物監(jiān)測的過程中，采用的技術方案有三種。第一，利用SPME-CE技術可以對水體中的有機污染物成分進行監(jiān)測，這種方式在具體應用中表現(xiàn)出較強的靈敏性，要求相關人員給予高度重視，提高自身工作水平，為企業(yè)更好地發(fā)展制定科學的工作方案。第二，芯片PDMS，在萃取過程中，需要在相關測量設備作用下對水土污染物中的污染物成分進行檢測。第三，SPME-GC技術，也就是對工業(yè)廢水中的污染物成分進行監(jiān)測?，F(xiàn)階段，環(huán)境監(jiān)測工作人員在實際工作中需要結(jié)合工作現(xiàn)場實際情況和應用場景，選擇對應的監(jiān)測技術，從而提高工作質(zhì)量和水平，獲取理想的工作成果。

（四）固相微萃取法應用于環(huán)境監(jiān)測的前景

現(xiàn)階段，隨著我國科學技術的快速發(fā)展，帶動了固相微萃取技術的更好發(fā)展，在固相微萃取法的作用下，能夠更好地滿足環(huán)境監(jiān)測要求，促進環(huán)境監(jiān)測水平和質(zhì)量的提高，擁有良好的發(fā)展前景。由于在使用固相微萃取法過程中，能夠精準萃取涂層樣品，并且涂層在具體應用中能夠配合不同的設備，使用范疇比較廣泛，操作更加便利。在使用固相微萃取法時，無須使用有機溶劑，所應用的樣品量相對較少，能夠反復應用在樣品采樣中，給監(jiān)測人員工作順利進行提供支持[6]。監(jiān)測人員通過該涂層，能夠?qū)悠肪唧w情況具體分析，對于一些比較復雜的環(huán)境污染問題，能夠給讓環(huán)境監(jiān)測人員全面地了解環(huán)境情況，及時調(diào)整過工作計劃，提高環(huán)境監(jiān)測精準度。

五、結(jié)束語

總而言之，固相微萃取法具有一定的特殊性，在具體使用中有著明顯的優(yōu)勢，不僅具有傳統(tǒng)萃取方式的優(yōu)勢與特點，并且使用固相微萃取法所需資金較少、安全性較高，所以在環(huán)境監(jiān)測中應用廣泛。通過對固相微萃取法應用情況的調(diào)查，不同層面能夠獲得對應的涂層，對固相微萃取法在環(huán)境監(jiān)測中的應用起到了促進作用，為了保證監(jiān)測質(zhì)量，在設備上提供更多的支持，可以保證環(huán)境監(jiān)測工作有序進行。

相關鏈接

1.萃取過程——具有吸附涂層的萃取纖維暴露在樣品中進行萃取

2.解吸過程— —將以完成萃取過程的萃取器針頭插入氣相色譜進樣裝置的氣化室內(nèi)，使萃取纖維暴露在高溫載氣中，并使萃取物不斷地被解吸下來，進入后序的氣相色譜分析。

固相微萃取法 - 裝置 固相微萃取裝置外型如一只微量進樣器，由手柄（holder）和萃取頭或纖維頭（fiber）兩部分構(gòu)成，萃取頭是一根1㎝長，涂有不同吸附劑的熔融纖維，接在不銹鋼絲上，外套細不銹鋼管（保護石英纖維不被折斷），纖維頭在鋼管內(nèi)可伸縮或進出，細不銹鋼管可穿透橡膠或塑料墊片進行取樣或進樣。手柄用于安裝或固定萃取頭，可永遠使用。

固相微萃取法分類-直接萃取

直接萃取方法中，涂有萃取固定相的石英纖維被直接插入到樣品基質(zhì)中，目標組分直接從樣品基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到萃取固定相中。在實驗室操作過程中，常用攪拌方法來加速分析組分從樣品基質(zhì)中擴散到萃取固定相的邊緣。對于氣體樣品而言，氣體的自然對流已經(jīng)足以加速分析組分在兩相之間的平衡。但是對于水樣品來說，組分在水中的擴散速度要比氣體中低3-4個數(shù)量級，因此須要有效的混勻技術來實現(xiàn)樣品中組分的快速擴散。比較常用的混勻技術有：加快樣品流速、晃動萃取纖維頭或樣品容器、轉(zhuǎn)子攪拌及超聲。