原标题：土壤全氟化合物分析的前处理方法

李剑超 陕西师范大学

全氟化合物 (PFCs) 是指含有全氟烷基基团 (CnF2n+1) 的有机化合物，根据其结构可分为全氟烷基磺酸类 (PFSA)、全氟烷基羧酸类 (PFCA)、全氟烷基磷酸酯类 (PAP)、全氟烷基磺酰胺类 (PFSAAs)、全氟烷基磺酰氟类 (PASFs) 等多种类型。PFCs 具有优异的防水、防油、防污和抗摩擦等性能，广泛应用于纺织、造纸、涂料、消防泡沫、金属镀层、农药、医药等领域。然而，由于 PFCs 的高热稳定性、高化学惰性和高生物难降解性，使得它们在环境中长期存在并迁移转化，导致全球范围内的广泛污染。研究表明，PFCs 可以通过食物链和母婴传递等途径进入人体，对人体内分泌系统、免疫系统、神经系统和生殖系统等造成不利影响，甚至引起癌症等疾病。因此，PFCs 已被列入《斯德哥尔摩公约》 和《欧盟有害物质限制指令》 等多个国际公约和法规中，对其生产和使用进行限制和管控。

土壤作为 PFCs 的重要汇聚介质，其分析检测是评估 PFCs 的环境风险和归趋的基础。然而，由于土壤的复杂性和 PFCs 的痕量水平，土壤 PFCs 的分析面临着诸多挑战。首先，土壤中的 PFCs 存在于不同的形态，如游离态、结合态和颗粒态等，需要选择合适的萃取方法将其有效地转化为可测量的形式。其次，土壤中的有机质、无机盐、胶体等干扰物会影响 PFCs 的萃取效率和色谱分离，需要选择合适的净化方法将其有效地去除或分离。最后，土壤中的 PFCs 通常处于低至纳克级的浓度范围，需要选择合适的富集方法将其有效地浓缩或标记，以提高检测灵敏度和准确度。因此，土壤 PFCs 分析的前处理方法的选择和优化是提高分析质量的关键。

本文综述了目前常用的土壤 PFCs 分析的前处理方法，包括萃取、净化和富集等步骤，并对各种方法的优缺点进行了比较和评价，以期为土壤 PFCs 的分析提供参考。

萃取方法

萃取方法是土壤 PFCs 分析的第一步，其目的是将土壤中的 PFCs 转移到适合分析的有机溶剂中。目前，常用的萃取方法有液液萃取法、固相萃取法、超声萃取法、加速溶剂萃取法、微波萃取法等。

液液萃取法

液液萃取法 (LLE) 是一种传统的萃取方法，其原理是利用两种不相溶的有机溶剂之间的分配系数，将目标物从一种溶剂转移到另一种溶剂中。液液萃取法操作简单、成本低廉，但也存在一些缺点，如萃取效率低、萃取时间长、溶剂用量大、重复性差等。

土壤 PFCs 的液液萃取法通常分为两步进行：第一步是用碱性水溶液 (如 pH 9.5 的硼砂缓冲溶液) 搅拌或震荡土壤样品，使土壤中的 PFCs 以阴离子形式溶解于水相中；第二步是用有机溶剂 (如乙酸乙酯、正己烷、甲苯等) 萃取水相中的 PFCs，然后将有机相收集并浓缩。由于 PFCs 在水相和有机相之间的分配系数较小，通常需要多次萃取才能达到较高的回收率。此外，由于 PFCs 的两亲性，有机相中可能残留一定量的水分，需要用无水硫酸钠或氯化钠等干燥剂除去水分，否则会影响后续的分析。

固相萃取法

固相萃取法 (SPE) 是一种利用固定相和移动相之间的吸附-解吸作用，对目标物进行富集和分离的方法。固相萃取法具有萃取效率高、萃取时间短、溶剂用量少、重复性好等优点，是目前土壤 PFCs 分析的常用方法。

土壤 PFCs 的固相萃取法通常分为两步进行：第一步是用碱性水溶液 (如 pH 9.5 的硼砂缓冲溶液) 搅拌或震荡土壤样品，使土壤中的 PFCs 以阴离子形式溶解于水相中；第二步是用固相萃取柱 (如弱阴离子交换柱、石墨化炭黑柱、混合模式柱等) 吸附水相中的 PFCs，然后用适当的洗脱溶剂 (如甲醇、乙酸甲醇等) 洗脱 PFCs，收集洗脱液并浓缩。由于 PFCs 在水相和固相之间的吸附系数较大，通常只需要一次吸附-洗脱就能达到较高的回收率。此外，由于 PFCs 的两亲性，洗脱液中可能残留一定量的水分，需要用无水硫酸钠或氯化钠等干燥剂除去水分，否则会影响后续的分析。

固相萃取法的关键是选择合适的固相萃取柱，以实现 PFCs 的有效吸附和洗脱，同时去除或减少基质干扰。目前，常用的固相萃取柱有以下几种：

弱阴离子交换柱 (WAX)：这种柱子利用 PFCs 的阴离子特性，通过静电作用将其吸附在含有季铵盐的固定相上，然后用有机酸或有机溶剂洗脱。这种柱子的优点是对 PFCs 有较强的选择性，可以去除大部分的有机质和无机盐干扰，但也存在一些缺点，如对 PFCs 的洗脱效率不高，需要较大量的洗脱溶剂，且对某些结构特殊的 PFCs (如全氟烷基磷酸酯类) 的吸附能力较弱 。

石墨化炭黑柱 (GCB)：这种柱子利用 PFCs 的疏水特性，通过范德华力将其吸附在石墨化炭黑的固定相上，然后用有机溶剂洗脱。这种柱子的优点是对 PFCs 有较高的吸附能力，可以去除大部分的色素和其他有机物干扰，但也存在一些缺点，如对 PFCs 的洗脱效率不高，需要较大量的洗脱溶剂，且对某些结构特殊的 PFCs (如全氟烷基磺酰胺类) 的吸附能力过强，导致回收率降低 。

混合模式柱 (MM)：这种柱子结合了阴离子交换和疏水作用，可以同时吸附 PFCs 的两种形态，即阴离子形式和中性形式，然后用有机酸或有机溶剂洗脱。这种柱子的优点是对 PFCs 的吸附能力和洗脱效率都较高，可以适用于不同类型的 PFCs，但也存在一些缺点，如对基质干扰的去除能力不强，需要较复杂的洗脱步骤，且对某些结构特殊的 PFCs (如全氟烷基磷酸酯类) 的吸附能力较弱 。

固相萃取法是一种高效、灵活、经济的土壤 PFCs 分析的前处理方法，但需要根据不同的样品基质和目标物选择合适的固相萃取柱和操作条件，以达到最佳的分析效果。