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

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GX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。

1、实验部分

1.1仪器与试剂

Flex-HPSE全自动GX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，Z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，Z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，Z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GX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GX、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