氣相色譜-質譜法測定土壤中16種多

環(huán)芳烴 馮小康 朱強

摘要 [目的]建立利用快速溶劑萃取（ASE）前處理技術，氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（GC-MS）分析土壤中的16種多環(huán)芳烴（PHAs）的分析方法。[方法]比較不同萃取方式、不同萃取溫度、不同溶劑等對加標回收的影響。樣品和硅藻土一起加入快速溶劑萃取儀的萃取池中，用丙酮-正己烷（1∶1）在100 ℃條件下萃取，萃取液經過濃縮、凈化、再濃縮，上機檢測。[結果]16種PHAs線性關系良好，相關系數(shù)>0.99，加標回收率76%～119%，精密度（RSD）<10%。[結論]該方法快速準確，且成本較低，非常適合土壤中的PHAs的檢測。

關鍵詞 氣相色譜-質譜法;多環(huán)芳烴;快速溶劑萃取;土壤

中圖分類號 X53文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）14-0220-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.065

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract [Objective]A rapid solvent extraction （ASE） pretreatment method was developed for the analysis of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons （PHAS） in soil by gas chromatographymass spectrometry（GC/MS）.[Method]The effects of different extraction methods， extraction temperatures and solvents on the standard recovery were compared.Samples and diatomite join extraction accelerated solvent extraction apparatus with pool， with acetonenhexane （1∶1） at 100 ℃ under the condition of extraction， extraction liquid through concentration， purification and concentration， computer test.[Result]The linear relationship of 16 PHAS was good， the correlation coefficient was greater than 0.99， the standard recovery was 76%～119%， and the precision （RSD） was <10%.[Conclusion]This method is rapid， accurate and lowcost， which is very suitable for the detection of PHAS in soil.

Key words Gas chromatographymass spectrometry;Polycyclic aromatic hydrocarbons;Rapid solvent extraction;Soil

作者簡介 馮小康（1990—），男，江蘇興化人，工程師，碩士，從事有機分析研究。

收稿日期 2019-02-17

多環(huán)芳烴（PHAs）是指由若干個苯環(huán)稠或是由若干個苯環(huán)和戊二烯稠和在一起組成的稠環(huán)芳香烴類化合物[1]，是重要的環(huán)境和食品污染物， 其主要來源于煤、石油、木材、煙草、有機高分子化合物等有機物不完全燃燒時產生的揮發(fā)性碳氫化合物[2-3]，微生物和高等植物的合成以及火山活動和森林火災等也是其重要來源。1979 年美國環(huán)保局（EPA）發(fā)布了 129 種優(yōu)先監(jiān)測污染物，其中有16種多環(huán)芳烴。我國政府也已經列出7種多環(huán)芳烴于“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”中[4] 。PAHs會直接進入土壤或經過降水、降塵等作用進入土壤，這樣土壤就成為環(huán)境中PAHs的儲藏庫和中轉站，且承擔了90% 以上PAHs的環(huán)境負荷[5]。由于非線性排列的PAHs以及大于五環(huán)的高分子量 PAHs 占很大的比例，使得這類化合物在土壤中具有較高的穩(wěn)定性，且很難被降解，導致其不斷積累[6]。PAHs的化學性質穩(wěn)定、不易水解，致癌、致畸、致突變的特性，具有生物遺傳性，農作物在含PAHs的土壤環(huán)境種生長會吸收PAHs，通過生物累積和放大作用，最終進入人體，給人類造成巨大的危害，尤其是苯并[a]芘被確認為有強致癌性。因此為了評價土壤中多環(huán)芳烴對人體健康的影響，必須建立高效、準確的分析方法測定土壤中多環(huán)芳烴的含量[7]。而土壤中有機物種類繁多、成分復雜、雜質干擾強，所以選擇氣相色譜-質譜法比液相色譜法更為可靠。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

氣相色譜質譜聯(lián)用儀（AgilentGC7890A-5975C）;加速溶劑萃取儀（Thermo ASE 350）;石英毛細管色譜柱，HP-5MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm;MultiVap-8平行濃縮儀（北京萊伯泰科儀器股份有限公司）。

硅酸鎂凈化小柱（100 mg/6 mL），16種多環(huán)芳烴混標（上海安譜公司，2 000 μg/mL）;2種替代物混標（上海安譜公司，2 000 μg/mL）;5種氘代多環(huán)芳烴內標物（上海安譜公司，2 000 μg/mL）;正己烷（HPLC級）;無水硫酸鈉，置于馬弗爐中400 ℃烘4 h。3種標準溶液用丙酮-正己烷（V∶V=1∶1）分別配制成質量濃度為40.0 μg/mL的中間貯備液。

1.2 分析條件

改變壓力值對分析物的回收率只有一點點作用，所以壓力值不被認為是試驗中的關鍵參數(shù)。如果延長萃取時間可以得到更大的萃取回收率，那么可以采用提高萃取溫度、更換萃取溶劑或增加萃取循環(huán)次數(shù)的方法以降低整體萃取時間[10]。所以壓力和萃取時間的影響在該研究中不做討論。

2.2 方法的評價

根據(jù)“1.5”質控手段，采用石英砂做空白，按照樣品處理方法處理后，16種PHAs都未檢出，說明操作過程沒有受到污染。使用優(yōu)化后的方法分析“1.4”的校準曲線（表2）。16種PHAs線性良好（R2>0.99）。分別以10和20 μg/mL 的目標化合物進行基體加標回收試驗，回收率為76.4%～89.0%。參考HJ805—2016標準的方法檢出限，選擇2.0 μg/mL濃度，平行測定10次，方法檢出限計算公式MDL=t（n-1，0.99）×S。計算10次測定值的標準偏差S，99%的置信區(qū)間內，自由度為9時，t（9，0.99）=2.821。當取樣量為20 g時，MDL的計算結果見表2，目標物的方法檢出限在 0.010～0.046 mg/kg，此方法滿足標準對檢出限的要求。

2.3 實際樣品的測定

采集蘇州市某農田土壤修復現(xiàn)場的土樣進行分析，同時進行實際樣品加標。土樣在運輸和存儲過程中會造成污染，所以應嚴格按照標準方法采樣和保存，樣品保存于潔凈的磨口玻璃瓶中。雖然受污染的農田土壤復雜的基質給分析帶來了一定的困難，但是經過上述一系列處理，與標準物質出峰時間對比和利用質譜儀對目標物的離子碎片進行對比，可較準確地對物質進行定性和定量。分析結果顯示（圖4），實際樣品加標回收率在76%～119%，平行樣品的相對偏差在10%以內，滿足質控要求。

3 結論

該研究采用快速溶劑萃?。ˋSE）對土壤中的PHAs進行提取，并比較了不同萃取方法和條件下的回收率。從該研究可知，萃取方式、萃取溫度、萃取溶劑對加標回收的影響比較大，萃取壓力和時間的影響較小，并且可以通過改變萃取溫度和循環(huán)次數(shù)獲得相同的萃取效果。萃取液經過濃縮、凈化、再濃縮后，采用GC-MS對16種PHAs進行定性和定量分析，通過對比優(yōu)化，方法采用快速溶劑萃取、溶劑選擇丙酮+正己烷在100 ℃條件下萃取優(yōu)勢明顯，該方法抗干擾能力強，自動化程度高，回收率和檢出限均能滿足質控要求，非常符合土壤中16種多環(huán)芳烴的檢測。

參考文獻

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