测定土壤中的16种多环芳烃——加压流体萃取-固相萃取-气质法

2020-06-17
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前言

多环芳烃化合物作为一类常见的有机污染物,广泛存在于环境当中。土壤因为其基质复杂更是多环芳烃的常见载体。目前土壤中的多环芳烃污染已经比较严重,在工业发达地区尤为突出,所以对土壤中多环芳烃含量的监控也就尤为重要。


加压流体萃取技术是近年来发展起来的一种在高温、高压条件下快速处理固体或半固体样品的方法,与常用的索氏提取、超声提取、微波萃取技术等方法相比,具有节省溶剂、快速、回收率高、健康环保、自动化程度高等明显优势。

本实验参考方法HJ 805-2016和HJ 783-2016,简要介绍了使用莱伯泰科全自动高效快速溶剂萃取仪Flex-HPSE提取土壤中的16种多环芳烃,SPE1000全自动固相萃取系统净化,MultiVap-10定量平行浓缩仪浓缩后用气质联用仪进行检测的一整套方法。实验方法简便、回收率较高且平行性良好,适用于土壤中16种多环芳烃的检测。



实验部分


1.1仪器与试剂

Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪(莱伯泰科公司)



SPE1000全自动固相萃取系统(莱伯泰科公司)


MultiVap-10定量平行浓缩仪(莱伯泰科公司)


7890B气相色谱-5977B质谱联用仪(安捷伦公司);
16种多环芳烃标准储备液(200μg / mL,溶剂为正己烷);
二氯甲烷(色谱纯);正己烷(色谱纯);丙酮(色谱纯);
硅胶固相萃取柱(1g/6mL,LabTech);弗罗里硅土固相萃取柱(1g/6mL,LabTech);
硅藻土(置于马弗炉中400℃烘4h,冷却后贮于玻璃瓶中于干燥器内保存)。

1.2标准工作液配置
移取100μL的多环芳烃标准储备液至10mL的容量瓶,用正己烷定容至刻度,摇匀。配成浓度2μg/mL的溶液,作为标准工作液。

1.3土壤样品处理
1.3.1 提取
取研细过筛后的环境土样20g,与8g硅藻土混合均匀,装填至34mL的萃取罐中。同样方法装填好两个萃取罐后,置于Flex-HPSE中(双通道运行,最多可连续萃取30个样品),萃取溶剂为丙酮-正己烷  (1:1,体积比) 混合溶液,系统压力10.34Mpa,萃取温度100℃,加热平衡时间2min,静态萃取时间5min,冲洗体积60%,N2吹扫60s。循环运行两次。萃取液收集到50mL浓缩杯中。

1.3.2 浓缩
将浓缩杯置于MultiVap-10中,浓缩温度35℃,使用定容模式。浓缩过程中使用正己烷淋洗杯壁,最后置换溶剂为正己烷,样品体积在1mL左右。

1.3.3 净化
净化过程采用弗罗里硅土柱净化和硅胶柱净化两种方式。具体方法如下:
(1)弗罗里硅土柱净化
按照图1方法进行净化实验,其中二氯甲烷正己烷溶液配比为1:9,体积比。收集液用MultiVap-10浓缩至近干,用正己烷定容至1mL,待测。



图1.弗罗里硅土柱净化方法

(2)硅胶柱净化
按照图2方法进行净化实验,其中二氯甲烷正己烷溶液配比为1:1,体积比。收集液用MultiVap-10浓缩至近干,用正己烷定容至1mL,待测。



图2.硅胶柱净化方法

1.4样品加标处理
按1.3.1方法装填样品过程中,加1mL的1.2方法所配的标准工作液至34mL的萃取罐中,然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验,两种净化实验各六组,最后用正己烷定容至1mL,用来测定加标回收率。

1.5 GC/MS检测条件
色谱柱:HP-5MS,30m*0.25mm*0.25μm;进样口温度:280℃;不分流进样;柱流速:1.0mL/min;恒流模式;进样量:1.0μL;柱温:50℃保持3min,以10℃/min升至280℃,保持12min。
电子轰击源(EI);四极杆温度:150℃;离子源温度:230℃;辅助加热温度:290℃;扫描模式:全扫描;扫描范围:45amu~450amu;溶剂延迟时间:10min。


2、实验结果

2.1多环芳烃标准液总离子流谱图


图3多环芳烃标准液总离子流谱图

2.2 加标样品的总离子流谱图



图4样品加标的总离子流谱图

2.3 加标样品的回收率
表1硅胶柱净化加标样品回收率



表2弗罗里硅土柱净化加标样品回收率


3、实验结论


由表1和表2可知,加压流体萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃,加标回收率为63.6%~116.9%, RSD为3.1%~8.8%。本方法测定的样品加标浓度为0.1mg/kg。

用该方法进行实际土壤样品检测,其中萘的含量为7.1 ug/kg,芴的含量为15.2ug/kg,二苯并[a, h]蒽的含量为12.5 ug/kg,其余13种多环芳烃未检出。

50mL浓缩杯同时适用于Flex-HPSE和MultiVap-10两种仪器,实验过程中尽可能减少液体的转移,能够有效减少转移过程中造成的损失。

综上所述,加压流体萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃这一实验中,莱伯泰科Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪、SPE1000全自动固相萃取系统和MultiVap-10定量平行浓缩仪能够高效、稳定地达到实验的要求,可以提供领域范围内的良好应用。


4、参考标准


1、HJ 805-2016 土壤和沉积物  多环芳烃的测定  气相色谱-质谱法
2、HJ 783-2016 土壤和沉积物  有机物的提取   加压流体萃取法



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