水環境監測快速溶劑萃取有機污染物樣品前處理

隨著工業的發展，水環境中有機污染日益嚴重，因此有機污染物監測已成為當今世界的研究熱點。斯德哥爾摩會議規定禁止或限制使用12種有機物，“加強環境調查，尤其是在發展中國家”是該次會議的重要基本原則之一。受到農藥和有毒物質污染的食品，禁止出口，許多國家提出了更高的衛生要求，出口食品農藥殘留量和有毒物質含量標準規定到了近乎苛求的地步，我國作為wto的成員國，高效、快速地監測有機污染物已成為刻不容緩的艱巨任務。

有機污染物具有一定的生物積累性和“三致”作用，甚至有些痕量有機物的危害也是很大的，因此不斷尋求痕量、超痕量污染物的監測方法是當今有機污染物監測的重要任務。隨著經濟社會的快速發展以及對環境監測工作高效率的迫切需要，研究高效、快速的有機污染物監測技術已成為國際環境問題的研究熱點之一。

沉積物是水體污染物沉積的歸屬地，污染物在水和底泥的兩相間存在著遷移轉化行為，在一定條件下又會污染水體。因此有效地分析監測河流和水庫沉積物中的污染物，對于治理水體污染有重要意義。此外，沉積物中的有機污染物和水體中的生物間還存在著二次污染問題，因而世界各地開展了一系列研究課題。我國地表水環境質量標準水源地特定監測項目中規定了68種有機污染物的標準限值，因此，迫切需要有機污染物監測的先進技術普及與推廣，非凡是在水利系統，對有機污染物的監測工作研究不夠，急需先進的監測并指導水質監督工作的發展。

有機污染物監測主要包括樣品前處理和儀器檢測兩部分。而樣品前處理技術在有機污染物監測中起著重要的作用，快速溶劑萃取技術就是一項先進的用于固相、半固相物質中痕量有機物前處理的方法。

二、有機污染物前處理現狀

固體樣品有機物的前處理主要是采用液固萃取方法，即利用有機物在不同溶劑中溶解度不同，將待測有機物提取出來，傳統的方法主要有索氏提取，以及后來進一步發展起來的自動索氏提取、超聲萃取、微波萃取、超臨界萃取等，但有機溶劑的用量仍然偏多，萃取時間較長，萃取效率不夠高。

水環境監測具有采樣點多、樣品數量大、時效性強等特點，非凡是需要一些應急監測措施，上述前處理方法不能滿足水環境監測高效、經濟的現代化需要。近幾年來發展的全新的前處理方法——快速溶劑萃取法，是一種在提高溫度和壓力的條件下，用于萃取固體物質中有機物的自動化方法，與前幾種方法相比，其突出的優點是有機溶劑用量少、快速、回收率高，該法已被美國epa選定為推薦的標準方法，具有世界ling先水平，是解決水環境中底泥、土壤等固相物質中揮發性、半揮發性和持久性有機物分析、監測的有效方法。

三、快速溶劑萃取技術

快速溶劑萃取技術是根據溶質在不同溶劑中溶解度不同的原理，利用快速溶劑萃取儀，在較高的溫度和壓力條件下，選擇合適的溶劑，實現高效、快速萃取固體或半固體樣品中有機物的方法。在高溫條件下，待測物從基體上的解吸和溶解動力學過程加快，可大大縮短提取時間；由于加熱的溶劑具有較強的溶解能力，因此可減少溶劑的用量；在萃取的過程中保持一定的壓力可提高溶劑的沸點，提高萃取效率，保證萃取過程的安全性。

1技術原理

升高溫度。溫度的提高有利于克服基體效應，加快解析動力學，降低溶劑粘度，加速溶劑分子向基體中的擴散，提高萃取效率。該儀器的答應溫度范圍：50℃-200℃。常規使用的溫度范圍75℃~125℃，對于環境中一般污染物常用溫度100℃。

在高壓下加熱，高溫的時間一般少于10min，實驗證實熱降解不甚明顯，可用于樣品中易揮發組分的萃取。

增加壓力。液體的沸點一般隨壓力的升高而提高，增加壓力使溶劑在高溫下仍保持液態，并快速布滿萃取池，液體對溶質的溶解能力遠大于氣體對溶質的溶解能力，提高了萃取效率，并保證易揮發性物質不揮發，增加了系統的安全性。該儀器的答應壓力范圍：，常規使用壓力一般保持在1500psi。

多次循環。根據分析化學中少量多次的萃取原則，在萃取過程中利用新鮮溶劑的多次靜態循環，zui大限度的接近動態循環，提高萃取效率。常規采用2~3個循環，即可達到良好的萃取效果。

2工作過程

樣品的預備。含水樣品會降低萃取效率，萃取前需通過自然風干或加入干燥劑進行干燥，但不要使用硫酸鈉，在高溫下會凝聚。樣品顆粒的表面積越大，萃取的效率越高，萃取前需研磨顆粒粒徑小于0.5mm，聚合體樣品zui好在低溫，例如液態氮保持低溫狀態下，通過加入添加劑后進行研磨。在萃取時要加入分散劑，例如顆粒較細的海砂或硅藻土，提高萃取效率。

萃取劑的選擇。合理選擇萃取劑對于有效地萃取目標化合物有著重要的作用。除強酸外，有機試劑、水和緩沖溶劑均可用于ase，根據相似相溶原理，萃取劑的極性應接近目標化合物。不同極性溶劑的混合物可適用于多類型化合物的萃取。常規使用的溶劑有：二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、丙酮等。

技術特點。溶劑被泵入填充有樣品的萃取池，加溫、加壓，數分鐘后，萃取物從加熱的萃取池中輸送到收集瓶中，經凈化、脫水、濃縮處理，供色譜分析用。加速溶劑萃取儀的構成和工作程序如下圖所示。

ase有機溶劑用量少，10g樣品只需15ml溶劑；快速萃取，完成一次萃取全過程的時間一般需15min；基體影響小，對不同基體可用相同的萃取條件；萃取效率高，選擇性好，已進入美國epa標準方法，標準方法編號3545；便于方法的開發和發展，已成熟的溶劑萃取方法都可用于加速溶劑萃取法的開發利用；使用方便、安全性好，可達到12個樣品連續自動萃取，全程自動化。

3適用范圍

ase可用于底泥等固體物質中酸性、堿性和中性物質的萃取，尤其對水環境中的有機氯和有機膦農藥、氯代除草劑、多氯聯苯類物質、二惡英、多氯二苯呋喃，總石油烴、柴油和廢油等的萃取十分有效