固相萃取
——高效液相色譜——雙檢測(cè)器法測(cè)定垃圾滲濾液中的多環(huán)芳烴

楊嘉慧,陳飛龍, 侯軍沛,王 威

(廣東省科學(xué)院，廣東省測(cè)試分析研究所(中國(guó)廣州分析測(cè)試中心)，廣州 510070)

多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons , PAHs)是一類廣泛存在于水、土壤和大氣以及其它所有的環(huán)境介質(zhì)中[1]，具有致癌、致畸、致突變作用的有機(jī)污染物[2, 3]。許多國(guó)家和組織都制定了監(jiān)測(cè)水中多環(huán)芳烴的特征污染物和相對(duì)應(yīng)的限值。美國(guó)環(huán)保局(US EPA)規(guī)定地表水中16種多環(huán)芳烴的總量不得高于0.0002 mg/L[4];我國(guó)環(huán)保部規(guī)定了16種多環(huán)芳烴在水中苯并[a]芘的含量應(yīng)低于0.01 μg/L，多環(huán)芳烴的總量不得高于0.002 mg/L[5]。固相萃取作為一種高效的樣品前處理富集技術(shù)，已被廣泛用于處理水中痕量有機(jī)污染物，與傳統(tǒng)的液液萃取相比具儀器簡(jiǎn)單、操作方便、有機(jī)溶劑量少，萃取速度快，不易乳化、適合較大體積的水樣中非揮發(fā)性痕量有機(jī)污染物的吸附富集等優(yōu)點(diǎn)[6-9]。高效液相色譜法是一種分析環(huán)境中痕量有機(jī)污染物的常用方法，具有分離效果好、選擇性高、檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的滿足檢測(cè)要求[10]。

隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活水平的不斷提高，中國(guó)的人均日產(chǎn)垃圾約為1kg，并且每年還在以8%～10%的速度增長(zhǎng)[11]。垃圾填埋場(chǎng)是城市各種廢物的最終歸屬地，其所產(chǎn)生的滲濾液中含有大量包含多環(huán)芳烴在內(nèi)的持久性有機(jī)污染物，對(duì)土壤和地下水造成潛在的危害。因此，研究垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴對(duì)于防治土壤和地下水污染有著十分重要的意義。

本文以垃圾滲濾液為研究對(duì)象，通過固相萃取結(jié)合高效液相色譜技術(shù)，建立了垃圾滲濾液中16中多環(huán)芳烴的分析方法，并對(duì)該方法的分析條件進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)方法準(zhǔn)確度、精密度和回收率進(jìn)行了討論研究，為垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴的定性、定量檢測(cè)分析提供了依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

主要儀器：Agilent 1260 液相色譜儀(美國(guó)Agilent公司)；HPE-6B平行真空濃縮蒸發(fā)儀(天津恒奧公司)；固相萃取儀(德國(guó)CNW公司)。

試劑與耗材：二氯甲烷(色譜純，德國(guó)CNW公司)；甲醇(色譜純，美國(guó)Honeywell公司)；乙腈(色譜純，美國(guó)Honeywell公司)；無水硫酸鈉(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)；氯化鈉(分析純，廣州化學(xué)試劑廠)；C18固相萃取柱(美國(guó)Agilent公司，500 mg, 6 cc)；硅酸鎂固相萃取小柱(島津GLWondaSep, 500 mg, 6 cc)標(biāo)準(zhǔn)溶液：16種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液200 μg/mL(美國(guó)Ultra公司)。

1.2 樣品前處理

本實(shí)驗(yàn)分析用垃圾滲濾液樣品采集自廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，樣品采集后經(jīng)過濾膜過濾掉表面雜質(zhì)，隨后進(jìn)行以下固相萃取過程：

活化與富集：先用10mL二氯甲烷預(yù)洗C18固相萃取柱，使溶劑流經(jīng)凈。接著用10mL甲醇和10mL水分兩次活化C18柱；在500mL樣品中加入5g氯化鈉和10 mL甲醇，混合均勻后以5 mL/min的流速流經(jīng)已活化好的C18柱;

洗脫：用5mL二氯甲烷以2 mL/min的流速洗脫樣品，收集洗脫液。用2 mL二氯甲烷洗樣品瓶，并入洗脫瓶；將洗脫液濃縮至0.5～1.0mL，加入3mL乙腈，再濃縮至約1.0mL，待凈化；凈化與濃縮：將固相萃取柱固定在固相萃取裝置上，用10mL甲醇和10mL水分兩次活化萃取柱，將濃縮后的1.0mL洗脫液轉(zhuǎn)入柱內(nèi)，開始收集流出液，用2mL二氯甲烷分3次洗滌濃縮瓶，將洗液全部并入柱內(nèi)，用5mL二氯甲烷進(jìn)行洗脫，收集全部洗脫液；將凈化后洗脫液濃縮至約0.5mL，加入3mL乙腈，再濃縮至約0.5mL，用乙腈定容至1.0mL。

1.3 色譜條件

色譜柱：Pursuit PAH 5(島津);色譜柱：C18 5×4.6×250mm；柱溫：35 ℃；流量：1.0 mL/min；檢測(cè)器：熒光檢測(cè)器，二極管陣列檢測(cè)器；波長(zhǎng)：熒光檢測(cè)器：Ex=275nm，Em=350nm，二極管陣列檢測(cè)器：230nm；進(jìn)樣量：20μL；流動(dòng)相：水-甲醇；梯度洗脫程序：0.00min至20.00min保持80%甲醇/20%水，20.01min至32.50min升至95%甲醇/5%水，保持至55.00min，55.01min至60.00min降至80%甲醇/20%水，保持至結(jié)束。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的優(yōu)化

為了實(shí)現(xiàn)16種目標(biāo)化合物的有效分離，分別采用Pursuit PAH 5液相色譜柱和C18液相色譜柱進(jìn)行試驗(yàn)，其分離效果對(duì)比如圖1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用C18色譜柱時(shí)，無法滿足所有化合物有效分離，無法滿足分析需求。而采用Pursuit PAH 5液相色譜柱可實(shí)現(xiàn)16種目標(biāo)化合物的有效分離，可滿足實(shí)驗(yàn)要求，因此后續(xù)試驗(yàn)皆選用此柱。

圖1 兩種液相色譜柱分離16種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

2.2 檢測(cè)器的優(yōu)化

為了實(shí)現(xiàn)16種目標(biāo)化合物的有效分離，分別采用二極管陣列檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器和二極管陣列檢測(cè)器+熒光檢測(cè)器進(jìn)行試驗(yàn)，其分離效果對(duì)比如圖2所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用極管陣列檢測(cè)器、熒光檢測(cè)器分別試驗(yàn)時(shí)，無法滿足所有化合物有效響應(yīng)，無法滿足分析需求。因而采用二極管陣列檢測(cè)器+熒光檢測(cè)器進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示，發(fā)現(xiàn)16種目標(biāo)化合物實(shí)現(xiàn)有效的相應(yīng)，因此采用雙檢測(cè)器串聯(lián)的方法可滿足實(shí)驗(yàn)要求。

圖2 兩種檢測(cè)器分別檢測(cè)16種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

圖3 兩種檢測(cè)器聯(lián)合分析16種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

2.3 線性范圍和檢出限

按以上儀器的測(cè)試方法，配制質(zhì)量濃度相當(dāng)于0.2 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用液相色譜連續(xù)進(jìn)行7次檢測(cè)，采用檢出限=3.143×七次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差的算法[12]，其線性方程和檢出限數(shù)據(jù)如表2所示。結(jié)果表明：16種多環(huán)芳烴的線性良好，相關(guān)系數(shù)(R)>0.9990，檢出限為0.002-0.010μg/L。

表1 16種多環(huán)芳烴的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢測(cè)限及線性范圍

2.4 方法精密度和準(zhǔn)確度

分別量取500mL樣品6份，分別記為A、B、C、D、E、F，每份樣品加標(biāo)量為0.5μg，按照上述的前處理過程和色譜條件分析樣品，并得到各個(gè)加標(biāo)樣品的回收率，以考察方法的準(zhǔn)確度和精密度，結(jié)果如表2所示。由表可知，其平均回收率在82.0%-92.3%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差則在0.742%～8.72%之間，小于30%。實(shí)驗(yàn)證明，在所選儀器條件下，同一試驗(yàn)樣品的重現(xiàn)性較好。

表2 樣品中16種多環(huán)芳烴含量的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

3 結(jié)論

采用固相萃取方法處理樣品，用高效液相色譜儀采用雙檢測(cè)器法進(jìn)行測(cè)定，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)和儀器條件并對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，建立快速、準(zhǔn)確的垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴類化合物的檢測(cè)方法。以二氯甲烷為洗脫液，將洗脫液經(jīng)濃縮、硅酸鎂固相萃取小柱凈化后采用液相色譜分析，色譜柱類型為Pursuit PAH型，結(jié)合二極管陣列和熒光檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法具有高效簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)，可作為垃圾滲濾液中多環(huán)芳烴檢測(cè)的參考方法。