土壤有機分析中樣品前處理方法的進展

1、土壤有機分析中樣品前處理方法的進展摘 要：綜述了土壤有機分析中前處理方法的進展情 況； 重點介紹加速溶劑萃取、微波萃取2種前處理方法的一些基本情 況及其優(yōu)缺點。關(guān)鍵詞：前處理；有機污染物；加速溶劑萃??；微波萃 ??；土壤土壤有機物污染巳經(jīng)成為一個世界性的話題，我國目前的土 壤污染問題也同樣很嚴重?，F(xiàn)階段我們對土壤有機污染物樣品的 分析主要是依靠對樣品通過前處理來提取有機污染物，然后利用 氣相色譜或者氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對樣品進行分析。通過前處理，我 們可以：1濃縮被測痕量組分，提高檢測方法的靈敏度，降低最小 檢測限。2：降低和消除基體對儀器測定的干擾，提高方法的選擇性：3：通過衍生化等相關(guān)前處理方法，

2、可以使一些在正常檢測 器上沒有響應(yīng)或響應(yīng)值較低的化合物轉(zhuǎn)化為具有很高效應(yīng)值的化 合物。4：樣品經(jīng)過前處理后就變得容易保存和運輸，保存時間延長。5：經(jīng)過前處理，我們可以除去對儀器分析系統(tǒng)有害的物 質(zhì)，如強酸或強堿性物質(zhì)，延長儀器的使用壽命。隨著科學(xué)的進步，越來越多的的新技術(shù)和新的分析儀器面 世，如：高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀，超高效液相色譜，三重四級桿質(zhì)譜 等等，檢測器的靈敏度也在不斷的提高。然而，盡管先進的儀器 讓定性和定量變得輕松，但是土壤樣品的前處理過程，卻一直比 較復(fù)雜而導(dǎo)致影響了最后數(shù)據(jù)的準確性。常用的經(jīng)典方法索氏提 取法，雖然有著經(jīng)典可靠，萃取效率高和設(shè)備簡單容易操作等優(yōu) 點，但試劑使用量大和

3、處理周期長嚴重制約了它的發(fā)展。3本文對土壤中有機污染物分析的2種新發(fā)展的前處理方法 進行綜述，并對這兩種方法的原理和具體操作流程進行了論述， 希望對土壤樣品分析工作者們能有所借鑒。一、加速溶劑萃取1、基本原理加速溶劑萃取(Acceleration Solvent Extraction， ASE)是目前發(fā)展很快的一種從土壤中萃取有機污染物的技術(shù)。它 通過提高萃取劑的溫度和壓力，從而提高萃取效率和加快萃取速 度。22、加速溶劑系統(tǒng)ASE由HPLC泵、氣路、不銹鋼萃取池、加熱爐、萃取液 收集瓶等構(gòu)成，HPLC泵是一種壓力控制泵，目的是將氮氣加壓 通入萃取池中，這樣可以提高萃取效率。萃取池通常 為不銹

4、鋼合成，經(jīng)過加壓和加熱后，壓縮的氮氣將萃取的樣品吹入收集瓶 內(nèi)，萃取時有機溶劑的選擇與索氏萃取法原理相同。3、注意事項開始工作之前要首先對樣品進行制備，含水的 土壤樣品會降低萃取效率，萃取前需通過自然風(fēng)干或加入干燥劑（例如硅藻土等）等方式進行干燥。樣品顆粒的表面積越大，萃 取的效率越高，如果可以，最好在萃取前將樣品進行研磨，研磨 后的顆粒粒徑小于0.5 mm，在萃取時要加入硅藻土并進行混合 攪拌，以提高萃取效率。合理的選擇萃取劑對于萃取結(jié)果很重要，根據(jù)相似相溶的原 理，萃取劑的極性應(yīng)接近所要萃取的目標(biāo)化合物。不同極性溶劑 混后的萃取劑可用于多種類型的有機化合物的萃取。常規(guī)使用的 溶劑有：二氯甲

5、烷、三氯甲烷、石油醚、正己烷、丙酮、四氯化 碳等。4、優(yōu)點：有機溶劑用量少、快速、回收率高，以自動化方 式進行。5、影響萃取效率的因素（1）、溫度提高溫度可以讓溶劑的擴散速度加快，從而明 顯增加溶劑擴散到樣品基質(zhì)的速度，有利于提高萃取效率。同時 提高溫度也可以提高待測物質(zhì)在萃取劑中溶解度，比如烴類物質(zhì)在 150度的時候，在萃取劑中的溶解度比在50度時要提高幾百倍。壓力液體的沸會隨壓力的升高而提高，因此要想獲得較 好的萃取效率，就要在萃取時施加足夠的壓力以保持溶劑為液 態(tài)，實驗時一般用氮氣來進行加壓。壓力增大后，可以使溶劑進 入到樣品在常壓下不能接觸到的深處，有利于將污染物從樣品的 微孔中萃取出

6、來。6、應(yīng)用ASE萃取適合于固體或半固體樣品有機污染物的前處理。目 前巳知的可用于環(huán)境樣品中的有機磷、有機氯農(nóng)藥、苯類、總石 油烴等的萃取，根據(jù)具體的有機目標(biāo)物可選擇不同的萃取劑萃 取。二、微波萃取1、基本原理微波萃取(Microwave Aided Extraction，MAE )是 指在 微波能的作用下，用有機溶劑將樣品中的待測組分溶出到萃 取劑中的過程。通過調(diào)節(jié)微波加熱過程的溫度和加熱時間，可有 效加熱目標(biāo)成分，將目標(biāo)組分從土壤樣品中萃取與分離到萃取劑 中。微波萃取適用于萃取水可溶解的土壤、沉積物、淤泥以及 固體廢棄物和泥土中的有機化合物。12、工作步驟微波萃取主要適合于固體或半固體樣品

7、，樣品前 處理的整個過程包括稱量部分樣品、加入萃取劑、微波加熱、過濾 除水，分離萃取液、將萃取液凈化等步驟。實驗的所需主要設(shè)備是：帶有控溫功能的微波萃取設(shè)備。微波萃取用密封罐。萃取步驟如下：準確稱取一定量的待測土壤樣品(大約10 克)，根據(jù)極性非極性的相溶原則，按照需要分析的目標(biāo)污染 物，選擇合 適極性的萃取劑，加入已經(jīng)放入樣品的樣品杯中(30毫升以內(nèi)，以完全侵泡樣品為原則)，將裝有樣品的樣品 杯放到密封罐中，然后把密封罐放到微波萃取設(shè)備中。根據(jù)目標(biāo) 化合物的沸點設(shè)置加熱溫度和萃取時間，加熱萃取直至?xí)r間結(jié) 束。冷卻至室溫，將萃取劑過無水硫酸鈉過濾除水，用氮氣濃 縮，并根據(jù)提取有機物的種類不同進

8、行溶劑替換，然后轉(zhuǎn)移至樣 品瓶中，待分析。有些樣品可能還要做進一步的脫色和凈化后， 再進行溶劑替換和濃縮。3優(yōu)點：(1)、選擇性好 萃取過程中可對萃取物質(zhì)的不同組分進行 選擇性加熱，使目標(biāo)物質(zhì)從樣品中分離。(2)、加熱效率高微波加熱速度快(一般20分鐘到半個小時)，可避免一些不 穩(wěn)定物質(zhì)在長時間高溫下分解。、溶劑用量少，10g樣品僅需10 30mL溶劑，試 劑量 只為常規(guī)萃取的1/15左右。(4 )、萃取速度快微波萃取儀萃取容器每罐可達50mL容積，加入樣品量 可達 1030g,每批樣品可以同時萃取10到16個樣品，每批處理時 間只需要520分鐘即可達到非常好的萃取效果。(5)微波萃取法不受含水量的影響。土壤樣品在微波萃取 前可以無需進行干燥，這大大提高了分析的工作效率。樣品含水 量比其他的萃取技術(shù)對樣品的影響更小。4注意事項1萃取罐子高溫高壓下，開啟前必須預(yù)先冷卻至室溫。2儀器含有可溶性蒸汽傳感器，可以預(yù)警萃取罐是否泄漏， 工作時必須將罐子的蓋子完全的壓緊以確保傳感器正常工作。三、結(jié)束語以上兩種萃取技術(shù)作為新型的前處理手段，具有 簡便快速、使用安全、試劑用量少、回收率高、處理批量大等 優(yōu)點。這些優(yōu)點為萃取技術(shù)的發(fā)展開辟了廣泛的應(yīng)用前景，分析 過程簡便快速減少了分析人