随着我国经济的不断发展，生活水平的不断提高，人们对环境水质的监测技术的需求也在不断提高。固相微萃取技术是一项现代化的环境水质监测技术，固相微萃取技术兼具了操作简单便捷、对水体的监测灵敏度高和使用成本低等优点，更值得一提的是固相萃取技术在提取组分的过程中不需要使用任何有机溶剂，这样一来对环境造成的污染极小，有效地避免了边优化水质边污染的现象，因此被广泛应用于水样的监测分析中。
1.固相萃取法的意义
萃取技术是利用专业手段从样品中分离出待检测化合物进行检测。传统的萃取方法比较多但大多数的方法操作都比较繁琐且耗时较长，还会产生较大的误差，同时在检测过程中需要消耗有毒的有机溶剂，这不但会对人身健康造成危害，同时还会造成环境污染。随着科技的不断进步，通过对无溶剂萃取技术的探索和研究，固相萃取技术的出现实现了这一突破。固相萃取技术是通过将吸附剂填充在管中，当被测样品通过管体时对分析物进行吸附萃取，而后根据分析物选择不同的溶剂对其进行洗脱。固相萃取法不仅对样品需求量少，而且选择性广，同时其在操作方面也更加方便快捷，同时它还能够适应于气态、固态和水体等具有挥发性或者半挥发性的有机物或者无机物。
2固相萃取的基本原理及分类
2.1固相萃取的原理
固相萃取是包含液相和固相的物理萃取过程，它是的工作原理是利用固体吸附剂对液体样品中的目标化合物进行吸附作用，让其余样品中的有机体和干扰物分离开，而后再通过适当的溶剂对其进行洗脱，达到分离和收集目标化合物的目的。固相萃取通常可以分为活化吸附剂、上样、淋洗和洗脱这四个步骤。在萃取样品之前，首先要适当的用溶剂淋洗固相萃取柱，其目的是为了消除吸附剂上所吸附的杂质或者其对会对目标化合物产生干扰的物质，从而激活固定相表面的活性基团。活化：通常分为两个步骤，先使用洗脱能力较强的溶剂对柱体中的残留干扰物进行洗脱，而后再用洗脱能力较弱的溶剂淋洗柱子，让它与上样溶剂匹配。上样：将液态或溶解后的固态样品倒入活化后的固相萃取柱中；淋洗和洗脱：在样品中倒入吸附剂，等待目标化合物被吸附后，先使用较弱的溶剂将柱中的干扰化合物清洗掉，而后再用较强的溶剂对目标化合物进行洗脱，同时收集洗脱下来的目标化合物。
2.2固相萃取的分类
固相萃取可以分为正相固相萃取、反相固相萃取和离子交换固相萃取这三种。通常情况下反相固相萃取所用的吸附剂较弱，主要用于目标化合物是非极性的或极性较弱的检测物质，其主要通过对目标物的碳氢键同硅胶表面所产生的非极性的或色散力来保留目标物并对目标化合物进行提取；正相固相萃取所用的吸附剂都是极性的，主要是通过目标化合物的极性与吸附剂表面的极性相互作用，而将溶于非极性介质的极性化合物进行保留提取。离子交换型固相萃取是以离子间高能量的相互作用而达到分离目标化合物的目的。
3.固相萃取方法的建立
在根据需要提取的检测物质选择好合适的固相萃取柱后，要得到较高的吸附收集率，必须提前对萃取柱进行预处理，同时在萃取过程中的加样，以及分离干扰物和洗脱被分析物的几个环节中都要注意对萃取方法进行适当的选择和优化，确保提取出足量的待分析物质。
3.1固相萃取柱预处理
通过事先对固相萃取柱的预处理，不仅可以有效地去除吸附剂中可能存在的杂质，减少对被分析物的污染，而且还可以使吸附剂溶剂化，从而实现与样品溶液相匹配，从而在萃取的过程中加样吸附时，样品溶液便可以与吸附剂表面实现紧密地接触，从而可以确保获得较高的萃取率以及大的穿透体积，同时还可以保证测定地重复性。通常情况下活化固定相时会使用两种溶剂对其进行活化，一种用于净化固定相，另一种是固定相溶剂化，要注意在使用中其溶剂强度必须与样品溶液的溶剂强度相一致，若太强，回收率就会低。因此通常每100毫克的固定性使用1-2毫升的溶剂进行活化。
3.2上样
3.2.1上样溶剂
为了有效防止被分析物流失，上样时应尽可能使用相对弱的溶剂，否则将导致固定相太大导致分析物无法保留或保留度很低，从而导致穿透体积小，被分析物回收率低。反相机理萃取时可以以水或缓冲溶剂作为溶剂，其中有机溶剂用量不可超过百分之十。若被分析的水样中含有较多的强溶剂，可以通过使用弱溶剂进行稀释上样。以C18来萃取水样中的硝基苯类为例，在1升的水体样本中加入一定量的甲醇，进行回收率实验，通过结果可以发现未添加甲醇的水体样品回收率较低，在添加了甲醇后回收率有所增加，若再继续添加甲醇直至超过固定值后，回收率反而降低。这是由于添加少量甲醇增加了与硝基苯类化合物的吸附率从而减少了容器壁的残留物质，然而当甲醇添加至过量，甲醇又将吸附的硝基苯解析出来，从而导致被分析物回收率降低。同时在实验过程中我们发现，上样速度慢产生的吸附率较好，但是耗时较长，因此在不影响回收率的情况下，选择适当的上样速度，有利于提高样品的萃取效率，同时要注意若上样速度太快反而会使被分析物质的回收率下降。
3.2.2上样体积
要在柱上添加多少试样量取决于萃取柱中填料的量和填料的种类以及试样中待测物质的成分性质以及试样中待测组分和基质组分的浓度等相关因素，在对高浓度水样进行分析时可选择小的上样体积，反之在对浓度低的水样进行分析时，为了使检出限达到最低，需要收集大体积水样中的待检测物。当上样超过规定的体积后，由于样品化合物中所保留的因子限制，最初吸附在吸附剂上的化合物被逐渐洗脱下来，导致被检测物质的回收率下降。萃取柱的理论穿透体积指的是漏出的分析物的浓度是原待测溶液中分析物浓度的1%时，样品溶液的总流出体积。
3.2.3去除杂质
当吸附剂吸附上分析物之后，通常会使用适当比例的溶剂对吸附剂进行淋洗，为的是将吸附在吸附剂上的干扰物过滤掉，从而获得更加准确有效的色谱图，最终得出更加准确的分析结果。不仅如此，淋洗还可以可延长色谱柱的使用寿命，可以有效地对检测器进行保护。在去除杂质的过程中需要特别注意，淋洗溶剂的强度不能太高，否则会连同将已吸附的被检测物质一同洗脱下来。值得一提的是，在使用反相萃取方法的过程中，最常用的淋洗溶剂是纯水。
3.2.4 分析物的洗脱和收集
使用适当的淋洗溶剂将被吸附的被分析物从固相萃取柱上洗脱下来，同时进行收集和测定，并且将干扰物残留最大限度地从萃取柱中取出。因此在此过程中，选择合适强度的洗脱溶剂是非常关键的，若洗脱溶剂强度太弱，则不能完全将吸附的待测物质成功洗脱下来，但是若使用强度较强的溶剂进行脱洗，则会使干扰物质也一同被洗脱下来。因此在萃取过程中，有时为了得到干净的洗脱液，可以选择较弱的溶剂和使用较大的溶剂体积将待分析物进行洗脱后，使用氮吹浓缩后再进行色谱分析。
4.固相微萃取法在水质监测中的应用
由于固相微萃取技术和其他水质监测技术相比，固相微萃取技术具有简便快捷、监测灵敏度高，使用成本低，无溶剂污染等优越性，因此固相微萃取技术在我国被非常广泛地应用于环境水质的监测。同时利用固相微萃取可测定出环境水体中所含有的化合物种类也较多，如有机金属化合物、卤代烃类化合物、农药残留物、有机化合物等等。
4.1有机金属化合物的测定
由于严重的环境污染，有机汞和有机锡都是常见的广泛存在于环境水体之中的有机金属化合物，由于这两种重金属自身所具备的毒性以及对环境生物所产生的影响，这两种有机金属已经引起了人们的广泛关注。相关人员利用固相微萃取技术与质谱联用对环境水样、水底泥土和动物的毛皮中的有机汞与有机锡进行了含量检测。由于固相涂层使用的是经过特定处理的纤维物质，该纤维物质主要是通过在浓氢氟酸中浸泡3.5个小时，再经过高温老化4小时而取得的。经过相关的实验数据表面，在经过这样处理之后，纤维物质对样品中的有机汞和有机锡具有更好的吸附效率，可以更准确有效地实现对样品中的有机汞和有机锡的含量进行测定。同时相关人员还会利用固相微萃取技术还对环境水体中的有机铅的含量进行测定，他们通过利用固相微萃取技术联合电感耦合等离子体质谱技术对环境水样中的甲基汞进行了测定与分析，从而计算出环境水样中所含的有机铅的含量。
4.2水中酚类化合物的测定
酚类化合物是环境水体中的最主要的污染物之一，通过相关的有效的分析手段对水体中酚类化合物进行测定与分析，同时根据分析提出有针对性的解决方案，这对解决环境水污染问题有非常重要的意义。环境以及水利相关部门的技术专业人员通过利用固相微萃取与色谱、质谱联用技术对环境水体中的酚类化合物进行了取样、检测和分析。由于该实验操作对样品萃取的时间、搅拌速度、离子强度、样品的pH值以及解析时间等条件都有较为严格的要求，因为这些因素都会对萃取效果的产生影响，同时影响监测的准确度，同时在实验过程中需要特别注意的是，用65μm的聚二甲基硅氧烷以1:2的形式混合烯基涂层，对环境水样中的酚类化合物可以实现较好的萃取效果。除此之外，值得一提的是，根据相关的研究数据表面，在受污染的水体中加入乙酸酐，将环境水体中的酚类污染物乙酰基化，对降低环境水体中的酚类污染物的极性和提高灵敏度以及降低基质的影响具有非常好的效果，虽然通过此种方法对环境水体进行监测比萃取效率提高十倍，但是该种方法有一定的局限性。
4.3多环芳烃的测定
近年来由于我国的经济水平在稳步提升，国民的生活质量也在随之不断地提高，对于煤、石油等能源的需求和使用量也变得越来越高，因此造成了多环芳烃在环境以及水体的污染中所占有的比重也越来越大。因此，近些年我国的环境保护相关部门对多环芳烃的检测与分析已经成为了环境保护工作中的主要内容。在多环芳经的监测工作是，相关部门的技术人员通常通过固相微萃取技术对受污染的环境水样进行专业的预处理，为多环芳烃的检测做好前期的准备工作，确保检测结果的准确，并根据检测结果出具有针对性的解决方案。相关的专业人员通常利用100μm聚二甲基硅氧烷纤维对环境水体中的十几种多环芳烃化合物进行萃取，在1小时的采样时间内，让纤维上的吸附量与采样的时间成正比，在分配体系达到平衡前，能够定量的对环境水体样品中的待测物进行测定。相关的专业人员通过采用新化合物端羟基冠醚作为涂层对水体样品中的有机污染物多环芳烃进行萃取，通过实验结果表明，该种涂层非常适用于多环芳烃的检测工作。
结束语
虽然目前固相微萃取技术的应用在我国水体监测中还不够普及，但是使用固相微萃取技术可以对水体监测起到良好的效果。由于它操作简单，萃取时不需要采用污染环境的化学溶液、提取效果好、可靠性高等特点，已经逐渐被相关领域所使用。同时随着固相微萃取技术的广泛应用，对水质的监测可以实现有效地对水体污染物进行分析，从而及时采取有效的污水处理措施。
参考文献
[1]郭涛. 水环境监测中现代化萃取技术的应用探析[J]. 绿色环保建材,2021,(01):27-28.
[2]许凯伦,蒋倩倩,郑伊诺,徐汇镔,陆荣茂,周朝生,胡园. 固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时分析养殖水体及中华鳖中6种喹诺酮类药物残留[J]. 安徽农业科学,2021,49(01):181-185.
[3]黎钰韬. 固相萃取—高效液相色谱仪测定水中的五种酚类化合物[J]. 广东化工,2020,47(21):134-136.
[4]李洪鑫,唐琨,郭震宇. 固相萃取技术富集水中萘的影响因素探讨[J]. 天津科技,2020,47(08):24-27+31.
[5]齐娜,倪晨杰,包明智. 水质分析用CLEVER自动固相萃取系统的结构与应用[J]. 分析仪器,2020,(04):136-139.
