土壤有机物快速检测

导 语2016 年 5 月 31 日，国务院印发实施《土壤污染防治行动计划》(又称“土十条”)，正式启动全国土壤详查工作。会议明确要求于 2020 年 10 月底前全面完成重点行业企业用地土壤污染状况初步采样调查工作，还将对土壤污染实施常态化的监测。针对土壤中的有机污染物检测，岛津公司与国家环境分析测试中心联合推出了土壤有机物解决方案，助力检测单位轻松打赢土壤污染详查攻坚战。我们的优势 国家环境分析测试中心长期从事土壤样品的分析检测，在土壤样品前处理和分析方面积累了丰富的经验。岛津公司的Smart 数据库具有独特的优势。岛津公司与国家环境分析测试中心强强联合、共同合作，推出以Smart 数据库为核心的土壤有机物检测解决方案。 解决方案的光盘内包括土壤分析方法的Smart 数据库、土壤方法包操作视频、样品分析前处理操作指导手册、仪器操作指南以及数据库应用文集。 岛津土壤有机物检测解决方案可以完美应对以下标准针对上述每一个标准，我们都建立了相应的文件夹。文件夹里包括对应标准的AART采集方法、Smart数据库以及操作指南。对于用户来说，操作起来是十分便捷的。下图是标准HJ 743-2015文件夹内容展示。 Smart数据库亮点： Smart数据库操作简便快捷，三步（选择目标化合物、加载正构烷烃文件、点击创建方法文件）即可完成方法建立，极大提升实验室的工作效率；即便你是实验室小白，在我们视频的引导下，你也可以轻松地创建分析方法； Smart数据库使用AART（保留时间自动调整功能）功能，即使没有标准品，也可以对待测样品中的化合物进行快速筛查； Smart数据库依据岛津公司和国家分析测试中心共建实验室多年有机物检测经验建立，优化了复杂基质检测参数，得到的峰型更好，精心筛选的定性定量离子可以避免杂质干扰，使得定量结果更准确。

p 　　随着土壤污染防治攻坚战的开展，各级政府对土壤污染防治纷纷从政策和资金上给予了大力支持， 2019年1月1日起正式施行的《中华人民共和国土壤污染防治法》更是从法律上给予了坚实的保障。由此看来，提升土壤检测能力的重要性和紧迫性越来越凸显。在众多的土壤污染物中，有机化合物由于品种多、化学结构和性质各不相同、待测组分复杂，检测分析方法难度系数较大，对从业者的专业要求也相当之高。 /p p 　　为了帮助相关领域的用户学习、了解土壤有机物检测最新技术、方法及相关标准等内容，仪器信息网特别策划了“土壤有机物检测最新技术进展”专题，并邀请睿科集团应用工程师叶维鹏就土壤有机物检测技术相关的问题发表了自己的观点。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/19b9a10e-0b03-4ca6-ad4d-68fff2857acf.jpg" title=" 睿科1.jpg" alt=" 睿科1.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center " strong 叶维鹏 睿科仪器应用工程师 /strong /p p 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　仪器信息网：请谈谈您对我国现行的土壤有机污染物检测标准或方法的看法，有哪些方面需要进行改进和完善？ /strong /span /p p 　　 strong 叶维鹏： /strong 土壤中的污染物检测不像人们的想象那样简单，存在很多复杂的有机污染物，甚至有许多无法解释的东西，给相关的检测部门带来了相当大的难度。总体而言，有机物和重金属是土壤污染的最主要来源，为保证土壤有机物检测有标准可依，国家相关部门定期地对现有的土壤有机污染物进行编制，目前现行的土壤有机物污染物检测标准几乎能满足绝大多数的检测要求，但某些标准还未细致划分到每种物质，以致于有些有机污染物无法参照相应的标准，比如没有明确的苯胺类气质标准，目前已经发布的有《土壤和沉积物苯胺类和联苯胺类的测定液相色谱-三重四级杆质谱法》征求稿。 /p p 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　仪器信息网：在目前的土壤有机污染物检测项目中有哪些值得特别关注？相关检测方法的技术难点主要在哪？ /strong /span /p p 　　 strong 叶维鹏： /strong 目前我们比较关注的是苯胺类化合物、有机氯农药以及半挥发性有机物的检测，难点主要还是在于前处理（萃取、浓缩、净化）。比如低沸点目标化合物的回收率相对较低，必须控制好氮吹或旋转蒸发过程中的浓缩温度；酚类目标化合物则主要看仪器灵敏度，因为仪器的灵敏度决定最低检出限；邻苯二甲酸酯类目标化合物需尽可能避免用到塑化剂前处理设备，做空白基底扣除，否则做出来回收率相对较高，有可能偏离标准；极性相对大沸点相对较高目标化合物可选择二氯甲烷和丙酮（1：1）取代正己烷和丙酮进行萃取，效果明显。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 仪器信息网：请介绍贵公司在土壤有机物检测方面有哪些仪器产品或产品组合？相比于同类产品，在技术上有哪些优势？ /strong /span /p p 　　 strong 叶维鹏： /strong 我们可提供多种土壤有机物检测前处理组合、提取设备，例如HPFE高通量加压流体萃取仪+浓缩设备、MPE高通量真空平行浓缩仪+净化设备、Fotector plus高通量全自动固相萃取仪等。其中HPFE高通量加压流体萃取仪一次可运行6个样品（30分钟），按照正常工作时间8个小时来计算，日处理最多可达96个样品。而且HPFE的收集瓶可兼容MPE，可直接将萃取后的收集液转移至MPE ，一次可处理16个大体积120mL的收集液或36个小体积40mL的收集液，浓缩时间30分钟左右，大大提高浓缩效率，再将预浓缩后的样品转移至Fotector plus 进行净化，一次可同时运行6个样品，可批量处理60个样品，解放人工手动净化，整个实验只需将架子转移，无需其他手动操作，避免目标化合物的损失。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 375px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/7ab83486-b71e-4b06-a804-8feffea67c4f.jpg" title=" 睿科2.jpg" alt=" 睿科2.jpg" width=" 500" height=" 375" border=" 0" vspace=" 0" / /p p /p p style=" text-align: center " strong 图一、睿科HPFE高通量加压流体萃取仪 /strong /p p style=" text-align: center " strong img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 376px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/fa430f98-ead0-458e-91fe-8f40ca18dd7e.jpg" title=" 睿科3.jpg" alt=" 睿科3.jpg" width=" 500" height=" 376" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p /p p style=" text-align: center " strong 图二、睿科Fotector plus高通量全自动固相萃取仪 /strong /p p style=" text-align: center " strong img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 375px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/1f9ba127-13d1-454e-8942-bf28240697e9.jpg" title=" 睿科4.jpg" alt=" 睿科4.jpg" width=" 500" height=" 375" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p /p p style=" text-align: center " strong 图三、睿科MPE高通量真空平行浓缩仪 /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 仪器信息网：贵公司可以提供哪些土壤有机物检测解决方案？ /strong /span /p p 　　 strong 叶维鹏： /strong 我们可提供土壤和沉积物以及固体废物等相关应用解决方案，符合标准如下： /p p 　　1& nbsp & nbsp 固体废物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法（HJ 951-2018） /p p 　　2& nbsp & nbsp 固体废物 多环芳烃的测定 高效液相色谱法（HJ 892-2017） /p p 　　3& nbsp & nbsp 固体废物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法（HJ 950-2018） /p p 　　4& nbsp & nbsp 固体废物 多氯联苯的测定 气相色谱-质谱法（HJ 891-2017） /p p 　　5& nbsp & nbsp 固体废物 有机氯农药的测定 气相色谱-质谱法（HJ 912-2017） /p p 　　6 土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法(HJ 834-2017) /p p 　　7 土壤和沉积物 多氯联苯的测定 气相色谱法(HJ 922-2017) /p p 　　8 土壤和沉积物 多氯联苯混合物的测定 气相色谱法（HJ 890-2017） /p p 　　9 土壤和沉积物 有机氯农药的测定 气相色谱法（HJ 921-2017） /p p 　　10 土壤和沉积物 有机氯农药的测定 气相色谱-质谱法(HJ 835-2017) /p p 　　11 土壤和沉积物 石油烃（C10-C40）的测定 气相色谱法（HJ1021-2019 /p p 　　12 GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》 /p p 　　正如以上所言，土壤有机物检测工作的难点在于样品前处理，耗时、耗力、且容易产生操作误差，有资料表明有60%的分析误差产生于样品前处理，而不是最后的分析过程。如何快速、高效且准确地完成样品前处理，是土壤有机物检测工作中亟待解决的问题。睿科集团作为自动化样品前处理解决方案领先供应商，通过多种高通量、自动化样品前处理设备组合，为土壤有机物检测，如多环芳烃、有机氯、半挥发性有机物、多氯联苯、石油烃等，提供从提取、预浓缩、净化再到富集浓缩的全套土壤样品前处理自动化、批量化应用解决方案。 /p p br/ /p

随着土壤污染防治攻坚战的开展，各级政府对土壤污染防治纷纷从政策和资金上给予了大力支持， 2019年1月1日起正式施行的《中华人民共和国土壤污染防治法》更是从法律上给予了坚实的保障。由此看来，提升土壤检测能力的重要性和紧迫性越来越凸显。在土壤污染物检测中，有机污染物种类众多、类型复杂，检测分析方法难度系数较大，对从业者的专业要求也相当之高。　　为了帮助相关领域的用户学习、了解土壤有机物检测最新技术、方法及相关标准等内容，仪器信息网特别策划了“土壤有机物检测最新技术进展”专题，并邀请赛默飞公司市场部经理胡忠阳就土壤有机物检测技术相关的问题发表了自己的观点。　　仪器信息网：请谈谈您对我国现行的土壤有机污染物检测标准或方法的看法，有哪些方面需要进行改进和完善？　　胡忠阳：作为服务科学的世界领导者，我们始终在关注着环境检测市场动态，并不断更新我们的解决方案以满足不断变化的需求。 　　早在2016年5月，国务院发布“土壤污染防治行动计划”，正式拉开了土壤污染大决战序幕，充分掌握土壤污染状况被置为第一要务，我们就注意到监测市场需求将会大幅增长。很快在同年年底，当时的环保部公布全国土壤详查实验室筛选技术规定，明确了土壤详查计划的检测项目，以及对实验室应配备的仪器设备基本要求。关于《土壤环境质量标准》修订进程明显加快，我国《土壤环境质量标准》自1995年发布实施以来，在土壤环境保护工作中发挥了积极作用，但正如生态环境部土壤环境管理司有关负责人所说：“随着形势变化，该标准不适应农用地土壤污染风险管控的需要，也不适用于建设用地，已不能满足当前土壤环境管理的需要。”现行土壤质量标准实施自2018年8月1日，区别于原GB 15618-1995《土壤质量标准》发生了很大变化。　　新标准立足于我国现阶段经济社会发展状况，充分考虑我国土壤环境的基本特征及土壤污染的特点，农用地标准检测指标增加了苯并芘检测项，建设用地检测指标增加到85项，充分考虑了我国土壤环境管理实际需求。颁布的两个土壤管理新标准，对农用地实施分类管理、保障农业生产环境安全；实施建设用地准入管理、防范人居环境风险，提供了重要的技术标准支撑，对我们土壤污染防治工作战略的具体细化具有重要意义。　　正如一开始我们所提到的，环境威胁不断演变，污染治理也不可能一蹴而就。许多污染物已知是有害的，比如这次新标准中监控清单受到政府相关部门法律和法规的严格管控。对于环境中许多其他污染物并不在这个清单里，其对健康的影响尚未了解清楚， 或者在环境中的含量和暴露频率不明确，或者用于定量和表征的有效分析方法尚不可用，需要我们加快对它们的研究。这也预示着我国环境质量监测的合规标准和法律法规将持续更新、日趋严格。　　仪器信息网：请介绍贵公司在土壤有机物检测方面有哪些仪器产品或产品组合？相比于同类产品，在技术上有哪些优势？　　胡忠阳：从有机污染物检测的标准我们可以看到，涉及GC、GCMS、 HPLC、HRGC-HRMS等方法，涵盖VOCs, SVOCs, 有机农药、石油烃、多氯联苯、多溴联苯和二噁英等众多类型污染物。我们能提供全系列的色谱-质谱产品组合，全面满足标准要求。有一点需要强调，仅仅提供分析仪器本身是远远不够的，检测工作包括从样本前处理到数据的交付整个过程，我们很早就耕耘在这个领域，利用我们广泛的产品优势，率先于市场就提出了“土壤有机污染检测高效分析流”整体解决方案，兼顾效率和准确性，这是我们最为突出的优势，一站式解决方案和服务得到市场的广泛欢迎与认可。　　除了整体的方案优势以外，涉及到流程中各个环节，也有其独特的优势， 下面做一个简要的介绍。　　首先，样品前处理是整个分析流程中最繁琐、最花时间的步骤。根据LC-GC杂志对1000多个实验室进行的调查，在色谱分析过程中，实际仪器分析仅仅占6％的时间，而样品前处理所花费的时间则高达60%以上。很明显，样品前处理已经成为阻碍我们提高分析效率的瓶颈。因此，要提高分析效率，就必须解决样品前处理过程中标准化、自动化、高通量等问题。对此，我们充分整合优势提出萃取-净化-浓缩一体化高效方案，将 ASE系统含In-Cell净化和Rocket火箭蒸发器的结合，完全省去了手工样品转移步骤。这种结合对实验室产率的影响十分显著，可确保获得高准确度、高重复性的样品制备效果。比如，土壤和固体废物中的多氯联苯 (PCB)项目，我们使用加速溶剂萃取以及在线净化来萃取受污染土壤中的多氯联苯时，加标回收率和重现性都很好。使用在线净化选择性地消除干扰避免了耗时和昂贵的萃取后手动净化程序。使用加速溶剂萃取处理样品仅需 20 分钟并且只需 40mL 溶剂。Rocket 蒸发器不需要繁琐的氮吹浓缩，通过使用 Flip-Flop 系统，可以直接将样品浓缩到 GC 小瓶中，节省时间并降低实验室成本。EXTREVA™ ASE™ 加速溶剂萃取仪　　在仪器分析这一块，赛默飞可以提供从气相色谱、单四极杆气质、三重四极杆气质以及高分辨气质综合解决方案。应对常规检测，提供可以满足环境法规中常见VOCs，SVOC等污染的解决方案，也可以提供环境中未知化合物筛查的解决方案，提高突发事件的定性能力，十分全面。在分析效率方面，提供超快速分析方法，6分钟分析土壤中的总石油烃，8分钟分析64种SVOC；另一方面不断开发针对多种VOCs,SVOC的一针分析多种化合物的方案，如一针进样40min分析环境中160余种SVOC，提高实验室分析效率。为了最大化方便操作者，我们将环境监测项目转化为eWorkflow方法包随机提供给客户，客户在实验室只需下载方法包即可一键快速建立合规方法，大幅缩短实验室方法开发的时间和重复投入。 ISQ 7610™单四极杆 GC-MS　　另一个值得一提的是双三元液相色谱在土壤中多环芳烃检测中的应用，HJ 784-2015《土壤和沉积物多环芳烃的测定 液相色谱法》国标方法采用索式提取，后续还要转移依次进行过滤、浓缩、净化等繁琐的操作，不仅耗时而且还会消耗大量溶剂并存在样品损失和污染风险。我们创新性推出ASE-Online SPE-HPLC法测定土壤中的PAHs，简化了前处理步骤，减少了有机试剂与人的接触，重现性更好，是一个环境友好、自动化的全新方法，代表了仪器分析方法的未来发展方向并受到市场的认可。其原理是利用DGLC双梯度液相双泵设计，可以同时单独控制三种不同的流动相来进行复杂的样品分析。双三元梯度系统具有独特的阀切换系统，柱温箱部分放置的两个切换阀可以通过变色龙软件的控制在设定的时间进行阀切换，从而实现流动相流路和色谱柱连接的不同组合切换。该方法就是在DGLC上轻松实现在线样品净化SPE-LC用于全自动样品制备和分析的。赛默飞 Vanquish™ UHPLC超高效液相色谱系统　　二噁英项目近年来越来越受到关注，也为土壤质量标准所收录，相应的HJ 77-4作为方法标准成为监管的有力技术支撑，方法中使用的高分辨磁式质谱仪DFS代表了二噁英分析的黄金标准，DFS GC-HRMS 在世界范围内完全遵循任何官方 Dioxin、PCB 或 PBDE 方法（如 EPA 1613、1668、1614）。通过大体积离子传输， 将 Dioxin 的灵敏度和稳健性发挥到极致。赛默飞关于二噁英检测方案不仅于此，同时也提供配套的自动、高效的完整样品前处理解决方案，包括快速溶剂萃取（ASE）、全自动净化设备、和快速溶剂浓缩设备Rocket Evaporator。在土壤二噁英分析领域，赛默飞所提供的不单是仪器，而是全流程的解决方案。赛默飞DFS高分辨率磁式气质联用仪　　仪器信息网：当前土壤有机污染物检测项目中有哪些值得特别关注？相关检测方法的技术难点主要在哪？　　胡忠阳：新的建设用地采用土壤污染风险管控标准，基本项目45项，其它项目即选测项目表中有40项，大部分是有机污染物项目。检测项目数量猛增，土壤调查或普查等涉及的样品量也是很大的，土壤样品尤其有机项目检测对时效性的要求也更为严苛，加上其复杂的基体干扰，这些对检测工作者来说是不小的挑战。我们和一线检测人员也常有沟通，以下几点值得我们特别重视：一个是实验室分析整个工作流程中的效率问题，不仅仅是标准所推荐的仪器方法，这其中包括从样品前处理到数据结果的处理整体的提升，其中任何一个短板都会对整体方案形成瓶颈；一个是检测方法的稳定性、灵敏度和抗基质干扰，对仪器设备和操作人员的水平也提出了更高的要求，面对如此庞大的样品量，如何降低这些因素的风险是我们要特别关注的；如上面提到的众多有机污染物类型，需要不同的前处理和检测方法，复杂程度不一，建设一个完备的土壤检测实验室需要从整体的视角来把控，值得管理人员和方案提供者共同思考。　　仪器信息网：贵公司可以提供哪些土壤有机物检测解决方案？　　胡忠阳：正如我上面提到的对于最新土壤标准，我们可以提供所有目标污染物检测方案，在这里不仅仅是一个孤立的仪器方法，还包括了从样品到结果交付的整个过程的解决方案，而且以一个方法包的形式提供给使用者，这些也可以在我们的《土壤污染物分析解决方案》中作进一步了解。总之，客户无论是扩项需求还是要新建一个土壤检测实验室，都可以从赛默飞得到最佳和最全面的解决方案。　　在世界各地，环境威胁不断演变，合规标准和各项法规也随之改变。从样品输入到数据输出，赛默飞能提供最全面的色谱、质谱和光谱仪器。各种仪器、软件、应用、色谱柱和耗材完美组合，我们的环境分析技术组合不仅设计用于满足当前法规要求，也同样适用于未来的需求，能够提供可靠而精准的结果。所有这一切，均旨在让世界更洁净、公众更健康。