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摘要：本次研究针对水环境监测中的被动采样技术进行研究，对几种被动采样技术的组成、工作原理及应用情况进行简单的阐述，并通过对这些被动采样技术应用的优劣势进行分析，探讨应用前景，为水环境监测工作提供参考。
关键词：水环境监测;被动采样技术;研究
一、半透膜被动采样器（SPMDs）
1、组成。SPMDs是一种在20世纪末开始应用在临床检验中的技术，该技术的原理为实际膜被动采集器，组成部分为管径厚度为75-90μm的低密度聚乙烯管，材质为中性脂质薄膜，以三油酸甘油酯为填充材料。采集仪器全长30-90cm，宽度2-5cm，小部位特殊采集器长度低于20cm，可充分满足采集需求。
2、采集模型及原理。SPMDs化学反应动力学模型，能够对采集标本对应的水环境中的污染物浓度进行准确的评估。该采集原理为标本放置在SPMDs中，并放置在密封盒中，并保存在-20℃环境下储存，将装置表面杂物去除，并浸泡在稀释的盐酸中，彻底清洗完成后，以丙酮及超纯水清洗。后在180℃下，使用正己烷透析透析，首次透析时间18h，再次透析时间6h，透析液量125-150ml。两次透析液混合后，以氯吹处理成1ml溶液，并以凝胶柱净化处理，采用GC-MS/MS检测。
3、应用。SPMDs在应用过程中，被认为具有较好的相和汽态溶解作用，保证微小污染物威力有效筛出，因而可以截留的中等及非极性污染物进行监测，提升水环境监测的有效性。但在化合物监测方面不具备绝对的优势。从SPMDs的应用看，再水体中疏水性有机污染物的监测中发挥了重要价值，对疏水性及亲脂性有机污染物等的水体监测中，可真实反应水体中有机物浓度，这一检测方式可与主动采样技术相媲美且具有逐渐替代趋势，但难以对金属离子有效检出，且在有机酸、极性大的有机污染物的检查中不具优势[1]。
二、极性有机化合物整合采样器（POCIS）
1、组成。POCIS在20世纪末提出，该采集器的结构为不锈钢圈固定结构及中间夹有微孔膜，其中以固相吸附剂填充。
2、材料。POCIS选择微孔材质根据不同目标污染物监测的需求，根据吸附情况剂不同膜再采集环境中的污染情况合理选择。其中聚砜膜可用于极性有机化合物的检测，而聚醚砜膜则可提升采集效率，且不会受到较大的生物污染，采集样品可保存更多的时间，应用的概率最高。固相吸附材料是由聚苯乙烯 - 二乙烯苯树脂和碳吸附质以8：2的比例配置，对各种极性物质包括农药、合成激素等的采集中，应用效果好。而對Pharma-ceutical-POCIS采样器的固相吸附剂的选择上，以asis HLB吸附剂最为常见。可用于强极性物质的采集。这两种吸附剂，后者对除草剂的采集效果较后者好， 而前者毒性低，相比其他吸附剂更具应用优势。
3、应用。POCIS作为一种极性综合采样器，是一种生物富集有机物装置。这种被动采集技术，可提升水样中极性污染物的检测效果，可充分弥补SPMDs采样技术的不足。目前，该被动采集技术，在各种水环境，包括废水、饮用水及河湖等的应用中，应用效果广泛。在污染物监测中，可对药品、个人护理用品、内分泌干扰物、极性农药及除草剂等污染物进行检测。POCIS在热带水体的检测，在湍急的水流中也可保证采样的稳定性，可提升采样速率。但该采样技术的不足在于在相对分子质量较低的化合物的采样中存在明显的不足，对于长期监测违禁药物的成本效益低。
三、其他被动采样技术
1、化学捕收器（Chemcatcher）。（1）组成。Chemcatcher是2000年提出的一种被动采集技术。该采集器的组成为主体盘及扩散层、接受相，包括三种装置，其中之一为两个聚四氟乙烯材料支撑接受相，将接受相放置在20mm深腔中。另一种为两个聚碳酸酯材料将接受相封存，并将接受相置于7mm的空腔深度中。第三种为两个聚四氟乙烯材料封存接受相，接收相放置在2mm的深度中，空腔深度减少的目的是提升采集效率，并可适应不同流速及湍流等环境[2]。（2）应用。Chemcatcher对非极性化合物及极性有机化合物、无机物采集方面具有广泛的应用基础。
2、硅橡胶被动采样器（Silicon rubber）。（1）组成，这种采集器的组成部位为圆柱支撑主框架，硅橡胶膜，参数分别为0.5mm厚度，100cm的表面积，数量为3-6个。（2）应用。采样过程中，该采样技术可对疏水性有机物进行监测，充分利用了流体动力学理论，采样效果精准，可在一定程度上替代传统疏水性被动采样装置。
四、结论及展望
在水环境中，污染物等相关物质表现为痕量及超痕量形式，会对饮水者及水生生物的健康安全造成一定的影响。这些污染物采用主动采样技术监测，往往存在一定的不足。被动采样技术，通过对水环境中的痕量污染物进行有效采集，并通过累积技术的应用，对水环境进行充分的评估，便于进行水环境的监测。而在被动采样技术的应用过程中，选择合适的应用场合，对水环境微量、痕量污染物的监测发挥了重要作用。
被动采样技术的优势在于，可在不影响主体溶液性质的情况下采集样本，通过数天及数月内对获得的样本进行加权平均浓度监测，从而评估水体中污染物的浓度[3]。研究显示，被动采样技术采集速率低，但在低浓度环境中采样，时间长，但这也正是其采集优势，可以对目标水体的污染物浓度进行长期监测，提升采样的有效性。但在被动采样技术的应用过程中，也存在一定的缺陷，一是采样设备缺乏全面性，一种采样设备只能针对部分理化性质的污染物进行采集，因此不能全面监测水环境。二是被动采样技术对PRCs的校准选择困难，且还要充分考虑到环境污染造成的误差。三是缺乏对被动采集技术的相关操作规范及管理标准。四是在被动采集技术应用于水环境监测中的机理尚未明确。五是相关研究数据未系统化，参考价值不高。
目前，被动采样技术的优势已经得到证实，但在我国水环境监测中的应用尚缺乏广泛性，因而在对水环境进行监测过程中，还应当进行详细的模拟水样、现场模拟等操作，对被动采样技术的应用进行不断推进。在面对不同水环境中的目标污染物应用过程中，需要通过选择合适的被动采样技术，提升水环境监测的准确性。
参考文献
[1]陈金媛、刘学文、吕菊锋、吕伯昇、魏秀珍. 生物炭对活性污泥中SMP和EPS的组成及脱氮除磷的影响[J]. 环境工程， 2020， v.38;No.267：136-141+210.
[2]蔡喜运， 张艺薰， 刘清泉，等. 一种环糊精聚合物为吸附剂的平衡被动采样器：， CN204988782U[P].
[3]袁磊， 雷军. 现代分离技术在环境分析中的应用[J]. 油气田环境保护， 2004， 14（2）：46-46.
南京大博环境监测科技有限公司 江苏 南京 210000
关键词：水环境监测;被动采样技术;研究
一、半透膜被动采样器（SPMDs）
1、组成。SPMDs是一种在20世纪末开始应用在临床检验中的技术，该技术的原理为实际膜被动采集器，组成部分为管径厚度为75-90μm的低密度聚乙烯管，材质为中性脂质薄膜，以三油酸甘油酯为填充材料。采集仪器全长30-90cm，宽度2-5cm，小部位特殊采集器长度低于20cm，可充分满足采集需求。
2、采集模型及原理。SPMDs化学反应动力学模型，能够对采集标本对应的水环境中的污染物浓度进行准确的评估。该采集原理为标本放置在SPMDs中，并放置在密封盒中，并保存在-20℃环境下储存，将装置表面杂物去除，并浸泡在稀释的盐酸中，彻底清洗完成后，以丙酮及超纯水清洗。后在180℃下，使用正己烷透析透析，首次透析时间18h，再次透析时间6h，透析液量125-150ml。两次透析液混合后，以氯吹处理成1ml溶液，并以凝胶柱净化处理，采用GC-MS/MS检测。
3、应用。SPMDs在应用过程中，被认为具有较好的相和汽态溶解作用，保证微小污染物威力有效筛出，因而可以截留的中等及非极性污染物进行监测，提升水环境监测的有效性。但在化合物监测方面不具备绝对的优势。从SPMDs的应用看，再水体中疏水性有机污染物的监测中发挥了重要价值，对疏水性及亲脂性有机污染物等的水体监测中，可真实反应水体中有机物浓度，这一检测方式可与主动采样技术相媲美且具有逐渐替代趋势，但难以对金属离子有效检出，且在有机酸、极性大的有机污染物的检查中不具优势[1]。
二、极性有机化合物整合采样器（POCIS）
1、组成。POCIS在20世纪末提出，该采集器的结构为不锈钢圈固定结构及中间夹有微孔膜，其中以固相吸附剂填充。
2、材料。POCIS选择微孔材质根据不同目标污染物监测的需求，根据吸附情况剂不同膜再采集环境中的污染情况合理选择。其中聚砜膜可用于极性有机化合物的检测，而聚醚砜膜则可提升采集效率，且不会受到较大的生物污染，采集样品可保存更多的时间，应用的概率最高。固相吸附材料是由聚苯乙烯 - 二乙烯苯树脂和碳吸附质以8：2的比例配置，对各种极性物质包括农药、合成激素等的采集中，应用效果好。而對Pharma-ceutical-POCIS采样器的固相吸附剂的选择上，以asis HLB吸附剂最为常见。可用于强极性物质的采集。这两种吸附剂，后者对除草剂的采集效果较后者好， 而前者毒性低，相比其他吸附剂更具应用优势。
3、应用。POCIS作为一种极性综合采样器，是一种生物富集有机物装置。这种被动采集技术，可提升水样中极性污染物的检测效果，可充分弥补SPMDs采样技术的不足。目前，该被动采集技术，在各种水环境，包括废水、饮用水及河湖等的应用中，应用效果广泛。在污染物监测中，可对药品、个人护理用品、内分泌干扰物、极性农药及除草剂等污染物进行检测。POCIS在热带水体的检测，在湍急的水流中也可保证采样的稳定性，可提升采样速率。但该采样技术的不足在于在相对分子质量较低的化合物的采样中存在明显的不足，对于长期监测违禁药物的成本效益低。
三、其他被动采样技术
1、化学捕收器（Chemcatcher）。（1）组成。Chemcatcher是2000年提出的一种被动采集技术。该采集器的组成为主体盘及扩散层、接受相，包括三种装置，其中之一为两个聚四氟乙烯材料支撑接受相，将接受相放置在20mm深腔中。另一种为两个聚碳酸酯材料将接受相封存，并将接受相置于7mm的空腔深度中。第三种为两个聚四氟乙烯材料封存接受相，接收相放置在2mm的深度中，空腔深度减少的目的是提升采集效率，并可适应不同流速及湍流等环境[2]。（2）应用。Chemcatcher对非极性化合物及极性有机化合物、无机物采集方面具有广泛的应用基础。
2、硅橡胶被动采样器（Silicon rubber）。（1）组成，这种采集器的组成部位为圆柱支撑主框架，硅橡胶膜，参数分别为0.5mm厚度，100cm的表面积，数量为3-6个。（2）应用。采样过程中，该采样技术可对疏水性有机物进行监测，充分利用了流体动力学理论，采样效果精准，可在一定程度上替代传统疏水性被动采样装置。
四、结论及展望
在水环境中，污染物等相关物质表现为痕量及超痕量形式，会对饮水者及水生生物的健康安全造成一定的影响。这些污染物采用主动采样技术监测，往往存在一定的不足。被动采样技术，通过对水环境中的痕量污染物进行有效采集，并通过累积技术的应用，对水环境进行充分的评估，便于进行水环境的监测。而在被动采样技术的应用过程中，选择合适的应用场合，对水环境微量、痕量污染物的监测发挥了重要作用。
被动采样技术的优势在于，可在不影响主体溶液性质的情况下采集样本，通过数天及数月内对获得的样本进行加权平均浓度监测，从而评估水体中污染物的浓度[3]。研究显示，被动采样技术采集速率低，但在低浓度环境中采样，时间长，但这也正是其采集优势，可以对目标水体的污染物浓度进行长期监测，提升采样的有效性。但在被动采样技术的应用过程中，也存在一定的缺陷，一是采样设备缺乏全面性，一种采样设备只能针对部分理化性质的污染物进行采集，因此不能全面监测水环境。二是被动采样技术对PRCs的校准选择困难，且还要充分考虑到环境污染造成的误差。三是缺乏对被动采集技术的相关操作规范及管理标准。四是在被动采集技术应用于水环境监测中的机理尚未明确。五是相关研究数据未系统化，参考价值不高。
目前，被动采样技术的优势已经得到证实，但在我国水环境监测中的应用尚缺乏广泛性，因而在对水环境进行监测过程中，还应当进行详细的模拟水样、现场模拟等操作，对被动采样技术的应用进行不断推进。在面对不同水环境中的目标污染物应用过程中，需要通过选择合适的被动采样技术，提升水环境监测的准确性。
参考文献
[1]陈金媛、刘学文、吕菊锋、吕伯昇、魏秀珍. 生物炭对活性污泥中SMP和EPS的组成及脱氮除磷的影响[J]. 环境工程， 2020， v.38;No.267：136-141+210.
[2]蔡喜运， 张艺薰， 刘清泉，等. 一种环糊精聚合物为吸附剂的平衡被动采样器：， CN204988782U[P].
[3]袁磊， 雷军. 现代分离技术在环境分析中的应用[J]. 油气田环境保护， 2004， 14（2）：46-46.
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