張俊瓊
(廣東省深圳市環(huán)境監(jiān)測中心站,廣東 深圳 518049)
多氯聯(lián)苯(PCB)是氯代聯(lián)苯同系物與商業(yè)混合物的混合體系。Arochlor系列是多組分多氯聯(lián)苯混合物的商品名,由化學(xué)性質(zhì)相似的PCB組成,按照混合物中含氯百分?jǐn)?shù)來命名,通過用Arochlor12xx來表示,最后兩位數(shù)字表示了混合物中氯的百分含量[1]。多氯聯(lián)苯屬于持久性有機污染物,盡管現(xiàn)在各國已停止生產(chǎn),但是它在水體和土壤沉積物中依然存在,并且通過食物鏈最終危害到人類健康。
目前我國還沒有針對土壤沉積物中多氯聯(lián)苯混合物方面的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn),只有固體廢物中多氯聯(lián)苯監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)[2],但該方法極其繁瑣,可操作性不強?,F(xiàn)采用超聲波萃取,弗羅里硅土和濃硫酸凈化,氣相色譜(GC/ECD)分析[3],不僅大大簡化了操作步驟,而且分析結(jié)果良好。
儀器選用超聲波萃取儀;漩渦混勻器;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;氮吹儀;氣相色譜儀(Agilent 7890A,配ECD檢測器)。
試劑選用二氯甲烷(農(nóng)殘級);丙酮(農(nóng)殘級);正己烷(農(nóng)殘級);無水硫酸鈉(優(yōu)級純);濃硫酸(優(yōu)級純);銅粒(分析純);弗羅里硅土柱(1g,6mL);Arochlor1242標(biāo)準(zhǔn)貯備液100μg/mL(甲醇介質(zhì))
色譜柱:HP-5MS(30m×0.32mm×0.25um);進(jìn)樣口溫度:270℃;不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量2μL;柱流量:2.0mL/min;檢測器溫度:330℃;升溫程序:100℃保持2min,以15℃/min升至160℃,再以5℃/min升至270℃,保持2min。
稱取約2.5g事先凍干并研磨好的樣品,加入15mL丙酮,漩渦混勻后超聲15min,然后加入15mL二氯甲烷,混勻后超聲15min,傾出上清液,用無水硫酸鈉脫水并過濾;上述萃取過程重復(fù)3次,合并濾液,經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至約1mL。
用20mL正己烷活化弗羅里硅土凈化小柱,將上述濃縮液轉(zhuǎn)移到小柱上過柱凈化,用約8mL正己烷洗滌接收到試管。氮吹濃縮至1.0mL,加入2.0mL濃硫酸,漩渦混勻后,在室溫下靜置1h以上。將有機層轉(zhuǎn)移至2mL安培瓶中,加入少許活性銅粒以除去含硫化合物。用氣相色譜儀(GC/ECD)分析。活性銅粒的制備用稀鹽酸洗去銅粒表面氧化層,然后用去離子水洗凈,氮氣吹干。
用正己烷配制50、100、200、300、400、500、1000μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。1000μg/L的Arochlor 1242的標(biāo)準(zhǔn)溶液氣相色譜圖見圖1。
圖1 1000μg/L的Arochlor 1242的標(biāo)準(zhǔn)溶液氣相色譜
根據(jù)樣品色譜峰形與標(biāo)準(zhǔn)物色譜峰形的匹配程度,確定多氯聯(lián)苯的污染類型。由于多氯聯(lián)苯的同族異構(gòu)體很多,在一根毛細(xì)管色譜柱上不可能實現(xiàn)完全分離,因此一個色譜峰對應(yīng)的既可能是單一物質(zhì),更可能是某幾個異構(gòu)體。但是對于特定類型的多氯聯(lián)苯混合物來說,總有一些色譜峰是其獨有的。為了定性與定量分析的方便,根據(jù)以下4條原則[1]確定每類多氯聯(lián)苯混合物的特征指紋峰,即:盡可能選擇豐度較大、分離較好的色譜峰;盡可能選擇代表不同氯含量的色譜峰,即色譜峰應(yīng)盡量涵蓋保留時間的前、中、后段;選定的色譜峰盡可能不與樣品中難消除干擾物如DDE等重疊;特征指紋峰的數(shù)量以5~10個為宜。
在確定了樣品中多氯聯(lián)苯的污染類型后,采用外標(biāo)法,根據(jù)對應(yīng)的Arochlor系列標(biāo)準(zhǔn)物和樣品的全部特征指紋峰面積進(jìn)行加權(quán)計算和定量分析。
C樣品為樣品中PCBs的濃度(μg/kg);C標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)中PCBs的濃度(μg/L);n為參與定量計算的特征指紋峰的數(shù)量;W 為樣品重量(g);A樣品i為樣品PCBs譜圖中第i個指紋峰的峰面積;A樣品i標(biāo)準(zhǔn)PCBs譜圖中第i個指紋峰的峰面積。
由表1可見,Arochlor 1242各特征指紋峰具有良好的線性,方法檢出限為0.03mg/kg。
表1 Arochlor 1242各特征指紋峰的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限
由表2可見,Arochlor1242各特征指紋峰的回收率在65.7%~103%之間,RSD為6.2%~11.9%。
按上述方法對0.2mg/kg Arochlor 1242標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行分析,平行測定2份樣品,測定值為0.14mg/kg和0.15mg/kg,均值為0.145mg/kg,樣品回收率為72.5%。見圖2。
表2 Arochlor 1242各特征指紋峰的回收率和RSD值
圖2 0.2mg/kg的Arochlor 1242的實際土壤樣品氣相色譜
土壤及沉積物樣品中的多氯聯(lián)苯混合物Arochlor系列經(jīng)過超聲波萃取、弗羅里硅土和濃硫酸凈化,經(jīng)GC/ECD分析,取得了良好的回收率、靈敏度、精密度和檢出限,實際土壤樣品的分析結(jié)果良好。
[1]李國剛.空氣和土壤中持久性有機污染物監(jiān)測分析方法[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2008.
[2]李 娟,高 丹.超聲波萃取/氣相色譜法測定土壤中的多氯聯(lián)苯[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2008,24(3):1~3.