环境检测取样技术研究

环境检测取样技术研究

华炯明

无锡绿洲环境监测有限公司 214000

摘要：环境检测是指对大气、水、土壤和噪声等自然环境要素进行监测、分析、评价和预测的过程。其中，取样技术是环境检测的重要环节。本文综述了环境检测中常用的取样技术，包括主动取样技术、被动取样技术和在线取样技术。其中，主动取样技术包括微通道芯片取样技术和声波取样技术；被动取样技术包括passivsammler被动取样器和基于吸附材料的被动取样技术；在线取样技术包括光学在线取样技术、激光在线取样技术和离子在线取样技术。

关键词：环境检测；取样技术；主动取样；被动取样；在线取样

引言

随着环境污染问题的日益严重，环境检测越来越受到重视。环境检测的主要任务是对环境中各种污染物进行检测和监测，以评估环境质量和保障人类健康。而取样技术是环境检测的重要组成部分，其准确性和可靠性直接影响到检测结果的真实性和科学性。因此，发展高效、精确、便捷的取样技术对于环境检测具有重要意义。

一、主动取样技术

主动取样技术是指在取样时需要使用外部能量驱动物质流动，以达到取样目的的方法。其优点是可以快速、高效地进行取样，并且对于样品量要求较少。下面将介绍两种常见的主动取样技术。

（一）微通道芯片取样技术

微通道芯片取样技术是一种基于微流控技术的取样方法。其原理是通过微米级通道将样品转移到检测系统中。微通道芯片的优点在于能够高效地控制样品流速和混合程度，同时可以减少对环境的污染和样品的浪费。该技术适用于低浓度的样品取样，例如水中微量有机物的检测。近年来，随着微纳技术的发展，微通道芯片取样技术已经逐渐成为环境检测领域的研究热点之一。

（二）声波取样技术

声波取样技术是一种基于声波微流控技术的取样方法。其原理是通过声波的聚焦和调制来实现样品的集中和传输。相比于传统的液体取样方法，声波取样技术具有取样速度快、取样量小、操作简便等优点。同时，由于该技术不需要直接接触样品，因此可以避免对样品的污染和交叉污染，适用于对样品纯度要求较高的环境检测领域。目前，该技术已经被应用于空气、水和土壤等多种环境中的污染物检测。

二、被动取样技术

被动取样技术是指在取样时不需要使用外部能量驱动物质流动的方法，而是通过放置一种特定的装置或材料，在自然环境中被动地吸附和收集样品。其优点在于不需要复杂的仪器设备和操作过程，且可以在长时间内稳定地收集样品。下面将介绍两种常见的被动取样技术。

（一）passivsammler被动取样器

Passivsammler被动取样器是一种常见的被动取样器。它是一种小型装置，由一种特殊的吸附材料制成，通常放置在采样场地或样品来源附近的环境中。样品在自然环境中自动被吸附到吸附材料上，然后在一定时间内（通常为数天至数月）进行收集。被动取样器可以被用于采集空气、水、土壤和植被中的污染物，例如挥发性有机化合物、重金属、氮化合物等。该方法适用于采集大气和水体中的低浓度污染物，例如环境中的挥发性有机物。

（二）基于吸附材料的被动取样技术

基于吸附材料的被动取样技术是一种新兴的被动取样技术。其原理是使用特定的吸附材料，将污染物吸附在其表面上。吸附材料可以是一种固体材料或者是一种涂层材料，通常是有机高分子或者无机材料。与传统的被动取样器不同，基于吸附材料的被动取样技术可以实现在不同的环境条件下快速采集样品，并且具有较高的选择性和灵敏度。该技术适用于采集空气、水、土壤和废水中的污染物。目前，该技术已被广泛应用于有机污染物的监测和环境风险评估等领域。

三、在线取样技术

在线取样技术是指在被检测物质流动过程中直接对其进行采样、分析的技术，具有实时性、高灵敏度、高准确度等优点。在环境检测中，在线取样技术应用广泛，特别是对于高浓度、易挥发、易分解的污染物，传统的取样方法不仅操作困难，而且往往会造成污染物的挥发和分解，从而影响分析结果。在线取样技术的出现可以避免这些问题，同时也提高了环境监测的效率和准确性。

（一）光学在线取样技术

光学在线取样技术是一种基于光学原理的在线检测技术，可以实现对目标污染物的实时监测。该技术采用特定的光学元件来选择性地吸收或发射污染物分子的光信号，通过对吸收或发射光的特征进行测量，可以定量地分析目标污染物的浓度。光学在线取样技术主要有以下几种类型：

1.红外吸收光谱技术

红外吸收光谱技术是一种常见的光学在线取样技术，它利用特定的光谱仪器将红外光照射到被检测物体上，测量样品吸收或散射的红外光谱，从而实现对污染物的定量检测。该技术具有高分辨率、高灵敏度和高选择性等优点，可以应用于气体、液体等不同介质的检测。

2.偏振荧光光谱技术

偏振荧光光谱技术是一种基于偏振现象的光学在线取样技术，它利用偏振荧光信号对污染物进行检测。该技术利用偏振器使入射光变成偏振光，然后在样品中激发荧光，再通过另一组偏振器分析荧光信号的偏振状态，从而实现对污染物的定量分析。该技术具有灵敏度高、选择性好等优点，可以用于水质、大气等多个领域的监测。

（二）激光在线取样技术

激光在线取样技术是一种基于激光原理的在线分析技术，其主要原理是利用激光光束对待测样品进行扫描或照射，通过对激光与样品相互作用后发生的光学、光谱等变化进行分析，从而实现对样品成分和特性的在线检测和监测。该技术具有高精度、高灵敏度、无需取样、实时在线等优点，广泛应用于环境监测、工业生产、医学诊断等领域。激光在线取样技术主要包括以下几种：

1.激光诱导荧光在线检测技术：该技术利用激光诱导荧光效应，在激发激光束作用下，样品中某些化合物会发生荧光，通过对荧光的强度、光谱等参数进行分析，可以确定样品中有哪些成分及其含量。

2.激光吸收光谱在线检测技术：该技术利用激光束在样品中引起的光谱吸收效应，对样品进行在线检测。在检测过程中，激光的波长会逐步扫描，对样品进行照射，通过检测不同波长下样品的吸收情况，可以确定样品中有哪些成分及其含量。

3.激光散射在线检测技术：该技术利用激光束在样品中引起的光散射效应，对样品进行在线检测。在检测过程中，激光的波长通常是恒定的，对样品进行照射，通过检测样品中散射光的强度和方向等参数，可以确定样品中有哪些成分及其含量。

激光在线取样技术具有高灵敏度、高分辨率、快速响应等特点，但也存在一些局限性，如设备成本较高、对环境条件要求较高等。目前，该技术已广泛应用于环境监测、工业生产、医学诊断等领域，并不断得到进一步的研究和发展。

（三）离子在线取样技术

离子在线取样技术是一种基于离子化原理的在线检测技术。该技术利用离子化装置将样品中的分子或化合物离子化，然后通过检测离子化后产生的离子信号来分析样品成分。离子在线取样技术在环境污染监测、食品安全检测、医疗诊断等领域都有广泛应用。

离子在线取样技术主要包括两种类型：质谱法和离子迁移法。其中，质谱法是通过将离子化后的分子或化合物在磁场中进行分离和检测，得到相应的质谱图谱来分析样品成分。离子迁移法是利用电场和气体流动来将离子化后的分子或化合物从离子化装置传输到检测器中，并通过检测离子流来分析样品成分。

离子在线取样技术具有高灵敏度、高分辨率、非破坏性、快速、自动化程度高等优点，适用于各种复杂样品的在线分析。近年来，随着离子在线取样技术的不断发展，新型离子化技术、高分辨率离子分析仪器的研发，离子在线取样技术在环境监测、食品安全检测、医学诊断等领域的应用前景更加广阔。

结语

本文主要介绍了环境检测取样技术的研究现状及发展趋势。主动取样技术包括微通道芯片取样技术和声波取样技术；被动取样技术包括passivsammler被动取样器和基于吸附材料的被动取样技术；在线取样技术包括光学在线取样技术、激光在线取样技术和离子在线取样技术。每种技术都有其独特的优势和适用范围，可以根据具体的应用需求进行选择。

参考文献

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