萃取技术在环境监测中的应用

萃取技术在环境监测中的应用郁娜摘要环境监测中萃取技术应用十分广泛，环境样品成分复杂，干扰物质较多，组分的含量较低，因此，萃取技术特别是固相微萃取，超临界流体萃取等在预处理技术中分量十分重大，具有高效、快速、方便和高选择性等特点，已在我国空气、环境监测中大力应用。关键词萃取技术环境监测应用随着工业化进程的发展，水环境、空气中的有机污染日益严重，因此有机污染物监测已成为国内外的研究热点。我国于2002年6月1日实施的地表水环境质量标准(GIM838—2002)水源地特定监测项目中规定了68种有机污染物的标准限值，包括挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(svOCs)。我国目前迫切需要有机污染物监测的先进技术普及与推广，对有机污染物的监测工作研究不够，急需先进的监测技术支持并指导水质监督工作的发展。因此新的萃取技术应运而生，应用十分广泛。1固相微萃取它利用分析物在不同介质中被吸附的能力差将标的物提纯，有效的将标的物于干扰组分分离，大大增强对分析物特别是痕量分析物的检出能力，提高了被测样品的回收率。SPE技术自上世纪70年代后期问世以来，发展迅速，广泛应用于环境、制药、临床医学、食品等领域它利用分析物在不同介质中被吸附的能力差将标的物提纯，有效的将标的物于干扰组分分离，大大增强对分析物特别是痕量分析物的检出能力，提高了被测样品的回收率。SPE技术自上世纪70年代后期问世以来，发展迅速，广泛应用于环境领域。目前，SPME在水体监测中的应用最为广泛，测定的化合物种类较多，有双酚A、苯酚等有机酚类化合物，氯仿等卤代烃类化合物，杀虫剂、除草剂、等农药类化合物，钴、镍旧J和锡、汞、铅等有机金属化合物(丁基锡和苯基锡，甲基汞和汞离子，有机铅，以及其他包括多环芳烃、二乙基己基邻苯二甲酸酯圳、含硝基芳香烃的爆炸物枞、邻苯二甲酸酯、硫化物、甲基异丁基醚(MTBE)等常见的有机污染物。SPME可用于测定土壤和沉积物中目标化合物的浓度，从而监测有机物污染物的降解、迁移和转化过程。同时．SPME还可以用于沉积物孔隙水中有机污染物的测定等。SPME可以把繁琐的样品准备步骤简化为l步，这种从复杂样品分析物中直接、选择性地萃取能力，扩大了其在生物分析领域的应用范围，但相对于水质监测，SPME在生物监测方面的应用较少。Mishra等运用SPME技术监测生物体内的甲基汞和汞离子。Mzoughia等测定了贻贝中的有机锡(包括一丁基锡、二丁基锡和三丁基锡)。Natalia等Ⅲ1测定了动物组织中的POPs(持久性有机污染物)类化合物，包括有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)、多氯代萘(PCNs)等。SPME技术具有原位取样、易于萃取和分析全部萃取物的特点，因此可以进行活体监测实验，这在评估污染物对生物体的暴露水平和生物体对污染物的富集效应等领域起到了不可替代的作用。2超临界流体萃取超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术，简称SEFE。在较低温度下，不断增加气体的压力时，气体会转化成液体，当温度增高时，液体的体积增大，对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度（Tc）和临界压力（Pc），高于临界温度和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界点。再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流体成为超临界流体（SF）。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。超临界流体(SCF)萃取技术是近十几年来研究开发的一项新型分离技术，在环境保护中的应用，由于具有节能、高效、选择性可调、低污染等特点，具有巨大的环境效益，符合“绿色工业技术”要求，受到了国内外环保学者的瞩目，目前发展十分迅速。超临界流体萃取是近代化工分离中出现的高新技术，SFE将传统的蒸馏和有机溶剂萃取结合一体，利用超临界CO2优良的溶剂力，将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。SFE使用超临界CO2对物料进行萃取。CO2是安全、无毒、廉价的液体，超临界CO2具有类似气体的扩散系数、液体的溶解力，表面张力为零，能迅速渗透进固体物质之中，提取其精华，具有高效、不易氧化、纯天然、无化学污染等特点。环境保护是一门新兴的综合学科，它包括保护自然资源，并其得到合理的利用，防止自然环境受到污染和破坏，以及对受到污染和破坏的环境进行综合治理三个方面。SFE技术用于环境污染的综合治理，尤其是环境分析监测、污染物处理方面能发挥很大的作用。SFE在上世纪90年代已成为一种新型的样品预处理技术，它具有快速、高效、后处理简单、不使用或很少使用有毒溶剂等特点，特别适用于处理烃类及非极性酯溶性化合物。而且，作为样品前处理方法，SFE几乎可以用于任何环境和生物的固体样品污染物。SFE备受环境分析家的关注，因为它能极好地适应环境样品的要求，除了能满足样品复杂性的要求之外，还能满足污染物的稳定性要求，满足低含量污染物的分析要求，另外，SFE中使用的SCFs多为无毒物质，操作时不会伤害人体和污染环境。目前，SFE技术在环境污染物分析中已被应用在气体、水样、沉积物、土壤、漂尘、海水以及各类生物样品中，分析对象可以包括像PCBs、PCDDs、PCDFs、PAHs、酚类、农药残余等各类污染物。作为一种新型分离技术，SFE还有许多有待完善之处，对于基体一分析一流体之间的关系尚需建立热力学、动力学模型；对萃取过程的影响因素进行预测和评价，从而减少杂质的干扰；选择改性剂对流体进行修饰；优化萃取的途径等。SCF技术是一种具有广阔应用前景的“绿色工艺”，符合当今世界注重可持续发展的潮流。SFE技术的研究更是涉及众多领域，为绿色化学提供了全新的溶剂体系，极有应用潜力。SFE作为经济而高效的污染物处理方法，将在环境保护方面日益得到广泛应用，并将产生巨大的经济和社会效益。SFE技术是一项很有吸引力的发展潜力巨大的新技术，必将成为未来在环保中的污染物分析、监测和处理的有力工具和手段。参考文献：[1]庄谦义等，固相萃取真空装置的设计与应用[J]，色语，1997，15(1)：49—50．[2]张洪兰，用固相提取和高效液相色谱法分离检测生物体液中7种氨基甲酸酯类农药[J]，色谱，1997，15(5)：442—444．[3]庄谦义等，固相萃取真空装置的设计与应用[J]，色语，1997，15(1)：49—50．[4]贾瑞宝，用固相萃取技术富集水中多环芳烃fJl，色谱，1997，15(6)：524—526．[5]卢子扬;许宝泉;高建力用超临界流体技术处理水中的难分解有害化合物1997(02)[6]阮长青;叶非超临界流体萃取技术在农药残留分析中的应用进展[期刊论文]-农药科学与管理2001(04)