土壤样品中半挥发性有机物的前处理方法比较研究

土壤样品中半挥发性有机物的前处理方法比较研究

发表时间：2019-04-09T13:20:55.213Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第34期作者：钱红霞

[导读] 目前索式萃取法、超声波萃取法、加压流体萃取法和微波辅助萃取法是主要的土壤样品处理前处理方法，每种方法都有着各自的特点

钱红霞

青山绿水（江苏）检验检测有限公司 231000

摘要：目前索式萃取法、超声波萃取法、加压流体萃取法和微波辅助萃取法是主要的土壤样品处理前处理方法，每种方法都有着各自的特点。通过研究和比较每种萃取方法的萃取效率，研究后发现。索式萃取法的萃取效率高，但是自动化程度不高；而加速溶剂萃取法和微波辅助萃取法在保证了样品萃取效率的前提下，具有节省溶剂、自动化程度高等特点，特别适合大批量样品的前处理工作。

关键词：半挥发性有机物；索氏提取；超声波提取;微波辅助提取

近年来，随着我国工业与农业发展速度的不断加快，各种有机溶剂、农药、化工原料等的大量使用，导致土壤中有机物的含量不断增加。土壤污染问题直接影响自然环境的可持续发展，对人类的身心健康也造成了巨大的威胁。环境中的有毒有机污染物往往难以降解，尤其是在迁移和转化过程中，可被生物富集浓缩，其浓缩水平可提高至几倍甚至上百倍。目前，随着有机物种类的逐渐提升，土壤中半挥发性有机物（SVOCs）的种类也越来越多，为了更好地处理此类有机污染物，采用适合的提取与分析方法至关重要。

1土壤SVOCs的污染特性与特征

1.1 SVOCs的污染特性

（1）隐蔽性。土壤中的SVOCs污染物常常隐蔽在土壤气、液、固等物质中，具有非常大的隐蔽性。（2）挥发性。SVOCs具有一定的挥发性，一旦温度和压力适合，就能够直接从土壤中挥发，进入到大气中。（3）毒害性。SVOCs大多具有较强的毒性，尤其是挥发到空气中，对大气环境造成严重影响。（4）持久性。VOCs挥发到空气中，难以确定和分析，随着挥发量的增加，浓度超过人体可承受范围，最终对人身心健康造成威胁。

1.2 SVOCs在土壤中的分布及迁移特性

半挥发性有机物包括多环芳烃、有机氯农药、苯胺类和邻苯二甲酸酯类等化合物。这些有机化合物在环境空气中主要以气态或者气溶胶两种形态存在。一些水溶性的污染物，可随土壤水渗透到地下水，使地下水受到污染，一些污染物可吸附于悬浮物随地表水迁移甚至渗入地下水，许多污染物能够挥发进入大气，造成大气污染。所以土壤污染常常成为重要的二次污染源。土壤既是污染物的载体，又是污染物的自然净化场所。进入土壤的污染物，与土壤中物质发生反应，产生降解。当污染物产生量超过土壤净化能力时，则导致土壤污染。有机物进入土壤后，可能经历以下过程：被土壤颗粒物吸附，渗透至地下水，随地表径流至地表水，生物降解，非生物降解，挥发和随土壤微颗粒进入大气，被植物吸收进入食物链中富集或降解。

2土壤中SVOCs的前处理方法现状

2.1 索式提取（Soxhlet extraction）

索式提取器是利用溶剂回流和虹吸原理，使固体物质连续不断地被纯溶剂萃取，既节约溶剂萃取效率又高。

索氏萃取法适用于提取土壤样品中非挥发性和半挥发性有机化合物，样品制备时可用于分离和浓缩不溶于水和微溶于水的有机物，但当物质受热易分解和萃取剂沸点较高时，不宜用此种方法。

2.2 加速溶剂萃取(Accelerated solvent extraction)

加速溶剂萃取法适用于土壤中有机磷农药、有机氯农药、多环芳烃类和氯苯类等半挥发性和不挥发性有机物的提取。加速溶剂萃取法具有萃取溶剂用量少、萃取速度快和回收率高的优点，已成为样品前处理的最佳方法之一。但是该方法仅适用于固态样品，对干燥细颗粒物尤为有用。

李冬梅（2005）应用ASE-300 加速溶剂萃取仪提取粮食、茶叶、蔬菜、水果等样品，利用气相色谱分析技术，检测了其中敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、甲拌磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、对硫磷等八个组分的有机磷农药残留。提取效率在 75-111%之间，精确度、准确度均达到了满意效果。

2.3 超声波萃取法（Utrasonic Extraction）

由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，功率比较大，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体发生乳化，加速溶质的溶解。其最大的优点是萃取速度快，操作简便，而且不需要特殊的仪器设备。

文献报道中以利用丙酮/正己烷（1:1）做溶剂最多。Lopez-Avila等（1998）比较了丙酮/正己烷（1:1）、二氯甲烷/丙酮（1:1）、甲苯/甲醇（1:1）和甲基叔丁醚等多种溶剂的萃取效率。结果表明，丙酮/正己烷（1:1）的萃取回收率最好，在用它作萃取溶剂测定干燥的土样时，除甲苯酸和碱性化合物外，其他有机物回收率都大于80%。

2.4 微波辅助提取(Microwave Assisted Extraction, MAE)

微波辅助萃取方法1986年由Ganzler等首次提出，最初用于无机领域，而最近逐渐用到有机萃取中。微波辅助萃取技术是对样品进行微波加热，利用极性分子可迅速吸收微波能量的特性来加热一些极性溶剂，辅之精确的温度与压力控制，达到萃取样品中目标化合物、杂质分离的目的，具有高效、安全、快速、试剂用量小和易于自动控制等优点。

Vazquez 等(2000)对微波萃取海洋沉积物中 PAHs 的条件进行了优化，采用丙酮/正己烷(1：1)为萃取剂，在微波功率 500W 的条件下，萃取 6min，PAHs的回收率为 92%~106%，而传统的索氏提取需 8h 以上。Tomaniova等(1998)采用 MAE 技术，以正己烷/丙酮(3/2，体积比)作为提取花粉、云杉针中PAHs的萃取剂，并且萃取结果与超声波萃取进行了对照。Budzinski 等(1999)研究了土壤和沉积物中水分含量对 MAE 萃取效率的影响，指出适当增加样品中水分含量可以提高萃取效率，在水分质量分数为 20%~30%时萃取效率最高，该方法不需样品干燥步骤，可以用于现场湿样分析。同样 Lopez-Avila 等也对干燥泥土和未干燥泥土进行了对比实验，结果表明，未干燥泥土中的