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        氣相色譜-質(zhì)譜法測定土壤中16種多

        2019-08-27 04:31:47環(huán)芳烴馮小康朱強
        安徽農(nóng)業(yè)科學 2019年14期
        關(guān)鍵詞:多環(huán)芳烴氣相色譜質(zhì)譜法

        環(huán)芳烴 馮小康 朱強

        摘要 [目的]建立利用快速溶劑萃?。ˋSE)前處理技術(shù),氣相色譜-質(zhì)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(jīng)過濃縮、凈化、再濃縮,上機檢測。[結(jié)果]16種PHAs線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)>0.99,加標回收率76%~119%,精密度(RSD)<10%。[結(jié)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(guān)鍵詞 氣相色譜-質(zhì)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(wù))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(chǎn)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(zāi)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(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)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(zhì)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(nóng)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(zhì)干擾強,所以選擇氣相色譜-質(zhì)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(zhì)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(nèi)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(zhì)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(guān)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(zhì)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(nèi),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(jié)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(nóng)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(yīng)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(nóng)田土壤復雜的基質(zhì)給分析帶來了一定的困難,但是經(jīng)過上述一系列處理,與標準物質(zhì)出峰時間對比和利用質(zhì)譜儀對目標物的離子碎片進行對比,可較準確地對物質(zhì)進行定性和定量。分析結(jié)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(nèi),滿足質(zhì)控要求。

        3 結(jié)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(jīng)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(zhì)控要求,非常符合土壤中16種多環(huán)芳烴的檢測。

        參考文獻

        [1]? 《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》編委會.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2007.

        [2] 孫亮.灰霾天氣成因危害及控制治理[J].環(huán)境科學與管理,2012,37(10):71-75.

        [3] 彭曉春,陳志良,董家華,等.白銀市土壤多環(huán)芳烴污染特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(33):20441-20443,20468.

        [4] 楊若明.環(huán)境中有毒有害化學物質(zhì)的污染與監(jiān)測[M].北京:中央民族大學出版社,2001:21,178.

        [5] 彭華,王維思.河南省典型農(nóng)業(yè)區(qū)域土壤中多環(huán)芳烴污染狀況研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2009,25(2):61-62,68.

        [6] SIMONEIT B R T,MAZUREK M A.Organic matter of the troposphereII.Nature background of biogenic lipid matter in aerosols over the rural western United States[J].Atmosphere environment,1982,16(9):2139-2159.

        [7] 王愛霞,陳國通,邵家麗,等.氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜法測定土壤中多環(huán)芳烴的方法研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2017,45(33):1-3,7.

        [8] 河南省環(huán)境監(jiān)測中心.土壤和沉積物 多環(huán)芳烴的測定 氣相色譜-質(zhì)譜法:HJ 805—2016[S].北京:中國標準出版社,2016.

        [9] 河南省環(huán)境監(jiān)測中心.固體廢物 有機物的提取 加壓流體萃取法:HJ 782—2016[S].北京:中國標準出版社,2016.

        [10] 宋曉娟,李海燕,尹明明,等.快速溶劑萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分析海洋沉積物中16種多環(huán)芳烴[J].色譜,2018,36(1):51-58.

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