煤焦油瀝青中3，4-苯并芘的定量測(cè)定方法-液相色譜法

陳 雪， 武全宇， 金 丹， 和鳳祥， 劉書林， 屈 濱

（中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司，鞍山 114044）

0 前言

煤焦油瀝青是我國(guó)煤焦油產(chǎn)品的大宗產(chǎn)品，用途廣泛。煤瀝青無(wú)論是貯存還是加工利用過(guò)程中穩(wěn)定性較低，含有對(duì)人體有害成分較多，尤以3，4-苯并芘等致癌性多環(huán)芳烴居多，是環(huán)境中該類污染物的主要來(lái)源之一[1]。其中3，4-苯并芘含量高達(dá)1.0 ～1.5%，科學(xué)試驗(yàn)證明，3，4-苯并芘經(jīng)過(guò)呼吸或飲食進(jìn)入人體后很容易和人的DNA 結(jié)合，擾亂人體蛋白質(zhì)的合成程序，是引起皮膚癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一[2-5]，這樣給人類環(huán)境和健康帶來(lái)了巨大的潛在危害。由于3，4-苯并芘是一種高活性致癌物[6]，在環(huán)境中廣泛存在，同樣也是環(huán)境污染主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一[7，8]。

高效液相色譜法以準(zhǔn)確度高、分析速度快、靈敏度高、檢出率高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于分析檢測(cè)領(lǐng)域，因此，本研究利用其特點(diǎn)，建立了一種準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便的煤瀝青中3，4-苯并芘含量的測(cè)定方法，不僅為焦化行業(yè)煤焦油及煤瀝青產(chǎn)品工藝的生產(chǎn)控制和質(zhì)量檢驗(yàn)，提供了理想的檢測(cè)手段，對(duì)生產(chǎn)具有很好的指導(dǎo)意義，同時(shí)這對(duì)生態(tài)環(huán)境治理、保護(hù)人民健康也具有重要的意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品及基本理化指標(biāo)

表1 樣品的基本理化指標(biāo)Table1 Basic physical and chemical indicators of samples

1.2 主要儀器設(shè)備及試劑

DL-60A 超聲波清洗機(jī)、離心機(jī)、RE-52A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、Waters 高效液相色譜儀（配有2487 雙波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器）、Empower 工作站、上海精密科學(xué)儀器有限公司UV757 CRT 紫外分光光度計(jì)。

乙腈（色譜純）、石油醚（分析純）、無(wú)水硫酸鈉、3，4-苯并芘標(biāo)準(zhǔn)品（純度不低于98%）：CAS 號(hào)50-32-8、層析硅膠：45-75μm （200-300目），使用前需活化。將90g 硅膠放在瓷蒸發(fā)皿內(nèi)，在馬弗爐中于400℃下活化2h，或130℃烘箱烘干6h，取出后立即放入帶活塞無(wú)干燥劑的干燥器中，冷至室溫，裝入帶塞的細(xì)口瓶中，加入10mL 水搖晃5min，室溫下密閉避光保存。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 瀝青樣準(zhǔn)備

低軟化點(diǎn)樣品：將樣品在油浴緩慢加熱至液態(tài)，并混合均勻，待用；

高軟化點(diǎn)樣品：將瀝青樣品打碎，選取大、中、小塊約50g，放在研缽內(nèi)研磨后，用100 目的篩子篩分；將大于100 目的瀝青樣品再次放入研缽中，研磨，篩分，直到所選的樣品完全通過(guò)100 目的篩子，待用。

1.3.2 層析柱填充

玻璃層析柱：規(guī)格220*15 mm，由醫(yī)藥脫脂棉、10g 硅膠和3g 無(wú)水硫酸鈉組成，填充前硅膠用石油醚混成糊狀。

1.3.3 樣品提取和凈化

稱取1g 瀝青樣品于50mL 離心桶中，精確至0.0001g，加入30m 石油醚，超聲提取30min，以5000r/min 離心20min，倒出上清液于50mL 磨口三角瓶中，殘?jiān)偌尤?0mL 石油醚超聲提取30min，以5000r/min 離心20min，合并上述上清液于50mL磨口三角瓶中。將合并后的上清液在40℃水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1.0mL，將1mL 濃縮液通過(guò)上述凈化柱。再用20mL 石油醚沖洗，沖洗液也轉(zhuǎn)移到凈化柱中。洗脫液中再加入50 mL 石油醚。收集的石油醚洗脫液中加入1 m1 乙腈，在40℃水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，濃縮至1 m1 左右，用乙腈定容到一定體積，等待HPLC測(cè)定。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取0.1g 苯3，4-苯并芘標(biāo)樣與10 mL 棕色容量瓶中，用乙腈定容，配制成質(zhì)量濃度為10000 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)貯備液。根據(jù)所測(cè)樣品中苯3，4-苯并芘含量的不同，稀釋成不同濃度范圍的苯3，4-苯并芘標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.4 樣品的測(cè)定

在測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線的色譜條件下，準(zhǔn)確量取10μL樣品處理液，高效液相色譜分析，用相對(duì)保留時(shí)間定性，濃度—峰面積外標(biāo)校正標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件

色 譜 柱：BDS-C18 (20cm×4.6mm) 柱， 柱 溫30℃，紫外檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)為苯3，4-苯并芘的紫外最大吸收波長(zhǎng)384 nm，以乙腈/水為流動(dòng)相，流速為1. 0 mL/min，采用梯度洗脫，0-5min，乙腈/水為5：5，5-30min 乙腈/水為8：2。其中，3，4-苯并芘紫外吸收光譜圖如圖1 所示。

圖1 3,4-苯并芘紫外吸收光譜圖Fig.1 Benzo [a] pyrene ultraviolet absorption spectra

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及測(cè)定結(jié)果

樣品中3，4-苯并芘的含量相差較大，因此分別選取濃度范圍合適的3，4-苯并芘標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用濃度、峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線及測(cè)定結(jié)果如表2 所示。

表2 樣品分析結(jié)果Table 2 Analysis results of sample

2.3 回收率實(shí)驗(yàn)

在瀝青樣品中加入不同含量的3，4-苯并芘，進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可見(jiàn)，3，4-苯并芘的回收較高，回收率在98.46%～100.28%之間

表3 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of recovery test

2.4 精密度實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取0.01g3，4-苯并芘標(biāo)準(zhǔn)品于10mL 棕色容量瓶中，配制1000mg/L 的3，4-苯并芘標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)液相色譜測(cè)定條件，按照樣品測(cè)定方法測(cè)定該濃度3，4-苯并芘樣品五份，測(cè)定3，4-苯并芘的含量，RSD 為0.94%。

3 結(jié)論

建立了一種高效液相色譜檢測(cè)瀝青中3，4-苯并芘含量的方法，回收率為98.46%～100.28%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.94%。結(jié)果表明該方法具有精確度高、簡(jiǎn)便、靈敏、安全性好、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，適用于瀝青中3，4-苯并芘含量的測(cè)定。且目前環(huán)境污染嚴(yán)重，煤焦油瀝青產(chǎn)能較大，對(duì)3，4-苯并芘含量的測(cè)定加以關(guān)注，有利于控制污染源，這對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境治理、保護(hù)人民健康具有重要的意義 。