现代环境监测技术 专题
第一节 第二节 第三节 第四节
超痕量分析技术 自动监测与遥感技术 环境应急监测 生态监测
7.1 超痕量分析技术
7.1.1 超痕量分析概述
在实验室分析样品时，常以样品用量的多 少，分常量分析技术、半微量分析技术、微量 分析技术和超微量分析技术。具体划分见表71-1。
表7-1-1 样品用量分析技术分类
6. 超声提取法（Ultrasonic Extraction）
超声提取法简单快速，但有可能提取不完全。必 须进行方法验证，提供方法空白值、加标回收率 、替代物回收率等质控数据，以说明得到的数据 结果的可信度
7. 压力液体萃取法（PLE）和亚临界水萃取 法（SWE）
压力液体萃取法也被称为加速溶剂萃取法（ ASE）（Accelerated Solvent Extraction）， 是在提高压力和增加温度的条件下，用萃取溶剂 将固体中的目标化合物提取出来。它能大大加快 萃取过程又明显减少溶剂的使用量
5. 索氏提取法（Soxhelt Extraction）
索氏提取器是1879年Franz von Soxhlet发明的一种传统经典的实 验室样品前处理装置，用于萃取固 体样品。常用的萃取溶剂有丙酮-正 己烷混合溶剂、二氯甲烷-丙酮混合 溶剂、二氯甲烷、甲苯-甲醇混合溶 剂等。
图7-1-1 索氏提取器
2. 固相萃取法（SPE）
固相萃取具有有机溶剂用量少、简便快速等 优点。
固相萃取的核心是固相吸附剂，不但能迅速 定量吸附待测物质，而且还能在合适的溶剂 洗脱时迅速定量释放出待测物质，整个萃取 过程最好是完全可逆的。
固相萃取柱基本上分两种：固相萃取柱 （cartridge）和固相萃取盘（disk）。
% 1~100 0 10-6
含量
μg/g 104~106 100~104 1~100 0.01~1 < 0.01
7.1.2 超痕量分析中常用的前处理方法
1. 液-液萃取法（LLE）
液-液萃取法是一种传统经典的提取方法。它是 利用相似相溶原理，选择一种极性接近于待测组分 的溶剂，把待测组分从水溶液中萃取出来。常用的 萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲 烷等
（4）原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是 一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行 定量分析的方法。其原理是：试样中待测元素的化 合物在高温下被解离成基态原子，光源发出的特征 谱线通过原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原 子吸收
原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简便、 迅速等特点。可测定70多种元素，是环境中痕量金 属污染物测定的主要方法
2 电化学分析法
（1）电位滴定法
电位滴定是用标准溶液滴定待测离子的过程 中，用指示电极的电位变化来代替指示剂颜色变 化显示终点的一种方法。它最大的特点是可以进 行连续滴定和自动滴定。
（2）极谱分析法
极谱法是测定电解过程中所得电压-电流 曲线为基础的电化学分析方法。极谱分析法 有经典极谱法、单扫描极谱法、脉冲极谱法 等，其中经典极谱法的灵敏度较低
10. 免疫亲和固相萃取法（IASPE）
免疫亲和固相萃取法（Immunoaffinity Solid Phase Extraction）是随着免疫技术在分析化学中 的应用而发展起来的，其原理是将抗体固定在固相 载体上，制成免疫亲和吸附剂，将样品溶液通过吸 附剂，样品中的目标化合物因与抗体发生免疫亲和 作用而被保留在固相吸附剂上。然后用酸性（ pH=2~3）缓冲溶液或有机溶剂作为洗脱剂洗脱固 定相，使目标化合物从抗体上解离下来
7.1.3 超痕量分析测试技术
1 光谱分析法
光谱分析法是基于光与物质相互作用时， 测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃 迁而产生的发射或吸收光谱的波长和强度变 化的分析方法。
（1）荧光分析法
在一定波长光照射下，荧光强度与荧光物质浓度 的定量关系如下：
F = KΦI0c 式中： F—荧光强度；
分析技术 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
样品用量 >0.1g
0.01~0.1g 0.1~10mg
<0.1mg
样品体积 >10ml 1~10ml
10ul~1ml <10ul
按照样品成分的含量区分常量、微量和痕量分 析技术见表7-1-2。
表7-1-2 样品成分含量分析分类
被测成分
常量 半微量 微量 痕量 超痕量
经典极谱法是以滴汞电极为工作电极，饱 和甘汞电极为参比电极，在两电极间施加直 流电压，然后测量在一定外加电压时通过电 解池的电流，绘制电流-电压关系曲线
3. 固相微萃取法（SPME）
固相微萃取技术是以固相萃取为基础发展而来
4. 吹脱捕集法（P&T）和静态顶空法（HS ）
吹脱捕集和静态顶空都是气相萃取技术，它们 的共同特点是用氮气、氦气或其它惰性气体将待 测物质从样品中抽提出来。但吹脱捕集与静态顶 空不同，它使气体连续通过样品，将其中的挥发 组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集，是一种非平 衡态的连续萃取，因此吹脱捕集法又称为动态顶 空法。
K—比例常数；
Φ—荧光物质的荧光效率；
I0—入射光强度；
c—荧光物质的浓度。
（2）发光分析法
发光分析是基于化学发光和生物发光而建立起 来的一种新的超微量分析技术 。它通过发光体系 光强度测定来定量某一分析物浓度。
（3）原子发射光谱分析法
发射光谱分析是利用物质受电能或热能的作用 ，产生气态的原子或离子价电子的跃迁特征光谱 线来研究物质的一种检测方法。用不同元素光谱 线的波长可以进行定性检测，光谱线的强度则可 以用来定量分析。
8. 超临界流体萃取法（SFE）
超临界流体萃取法（Supercritical Fluid Extraction）是利用超临界流体的溶解能力和高扩散 性能发展而来的萃取技术。
9. 微波消解（MD）和微波辅助萃取法 （MAE）
微波消解（Microwave Digestion）和微波辅助 萃取法（Microwave-Assisted Extraction）是利 用微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完 成消解或加速溶出的方法。