主题:【第十五届原创】加压流体萃取-固相萃取法提取土壤中的16种多环芳烃

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前言:

多环芳烃化合物作为一类常见的有机污染物,广泛存在于环境当中。土壤因为其基质复杂更是多环芳烃的常见载体。目前土壤中的多环芳烃污染已经比较严重,在工业发达地区尤为突出,所以对土壤中多环芳烃含量的监控也就尤为重要。

加压流体萃取技术是近年来发展起来的一种在高温、高压条件下快速处理固体或半固体样品的方法,与常用的索氏提取、超声提取、微波萃取技术等方法相比,具有节省溶剂、快速、回收率高、健康环保、自动化程度高等明显优势。

本实验参考方法HJ 805-2016和HJ 783-2016,简要介绍了使用高效压力溶剂萃取系统(HPSE)提取土壤中的16种多环芳烃,全自动固相萃取系统净化,多通道平行浓缩系统浓缩后用气质联用仪进行检测的一整套方法。实验方法简便、回收率较高且平行性良好,适用于土壤中16种多环芳烃的检测。

关键词:土壤  多环芳烃 HJ805-2016

1实验部分

1.1仪器与试剂

HPSE-E高效压力溶剂萃取系统;

Sepline-S2全自动固相萃取系统;

MV5多通道平行浓缩系统;

7890B气相色谱-5977B质谱联用仪;

16种多环芳烃标准储备液(200μg / mL,溶剂为正己烷);

二氯甲烷(色谱纯);正己烷(色谱纯);丙酮(色谱纯);

硅胶固相萃取柱(1g/6mL,LabTech);弗罗里硅土固相萃取柱(1g/6mL,LabTech);

硅藻土(置于马弗炉中400烘4h,冷却后贮于玻璃瓶中于干燥器内保存)。

1.2标准工作液配置

移取100μL的多环芳烃标准储备液至10mL的容量瓶,用正己烷定容至刻度,摇匀。配成浓度2μg/mL的溶液,作为标准工作液。

1.3土壤样品处理

1.3.1 提取

取研细过筛后的环境土样20g,与8g硅藻土混合均匀,装填至34mL的萃取罐中。同样方法装填好两个萃取罐后,置于HPSE中(双通道运行,可同时萃取两个样品),萃取溶剂为丙酮-正己烷  (1:1,体积比) 混合溶液,系统压力10.34Mpa,萃取温度100,加热平衡时间2min,静态萃取时间5min,冲洗体积60%,N2吹扫60s。循环运行两次。萃取液收集到60mL收集管中。

1.3.2 浓缩

将收集管置于MV5中,浓缩温度40,开启氮吹针定时跟随功能。浓缩过程中使用正己烷淋洗收集管,最后置换溶剂为正己烷,样品体积在1mL左右。

1.3.3 净化

净化过程采用弗罗里硅土柱净化和硅胶柱净化两种方式。具体方法如下:

(1)弗罗里硅土柱净化

按照图1方法进行净化实验,其中二氯甲烷正己烷溶液配比为1:9,体积比。收集液用MV5浓缩至近干,用正己烷定容至1mL,待测。



图1.弗罗里硅土柱净化方法



(2)硅胶柱净化

按照图2方法进行净化实验,其中二氯甲烷正己烷溶液配比为1:1,体积比。收集液用MV5浓缩至近干,用正己烷定容至1mL,待测。



图2.硅胶柱净化方法



1.4样品加标处理

按1.3.1方法装填样品过程中,加1mL的1.2方法所配的标准工作液至34mL的萃取罐中,然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验,两种净化实验各六组,最后用正己烷定容至1mL,用来测定加标回收率。

1.5 GC/MS检测条件

色谱柱:HP-5MS,30m*0.25mm*0.25μm;进样口温度:280;不分流进样;柱流速:1.0mL/min;恒流模式;进样量:1.0μL;柱温:50保持3min,以10/min升至280,保持12min。

电子轰击源(EI);四极杆温度:150;离子源温度:230;辅助加热温度:290;扫描模式:全扫描;扫描范围:45amu~450amu;溶剂延迟时间:10min。

2实验结果

2.1多环芳烃标准液总离子流谱图

图3多环芳烃标准液总离子流谱图



2.2 加标样品的总离子流谱图



图4样品加标的总离子流谱图



2.3 加标样品的回收率

表1硅胶柱净化加标样品回收率

名称

硅胶柱净化回收率(%)

平均值(%)

RSD

(%)

1

2

3

4

5

6

63.5

64.1

68.5

63.6

66.0

67.3

65.5

3.2

苊烯

66.5

68.1

68.6

70.7

74.0

72.9

70.1

4.2

62.9

65.8

66.3

64.2

62.7

61.7

63.9

2.9

75.8

76.6

76.4

79.3

83.2

80.7

78.7

3.7

93.0

94.1

89.3

95.3

97.4

92.2

93.6

3.0

81.2

85.4

87.4

85.2

92.5

85.8

86.3

4.3

荧蒽

95.4

97.1

96.4

95.4

98.3

92.1

95.8

2.2

99.5

93.1

90.4

90.5

98.9

93.1

94.3

4.3

苯并[a]蒽

105.2

100.1

104.7

104.0

103.6

111.4

104.8

3.5

96.5

93.3

98.3

94.3

96.6

90.4

94.9

3.0

苯并荧蒽

104.4

103.7

103.6

101.2

100.1

99.4

102.1

2.1

苯并[k]荧蒽

99.5

100.9

105.9

96.7

101.7

103.1

101.3

3.1

苯并[a]芘

99.7

92.5

102.8

98.3

97.9

93.9

97.5

3.9

茚苯[1,2,3-cd]芘

109.9

120.9

113.5

109.4

113.7

112.6

113.3

3.6

二苯并[a, h]蒽

120.2

110.3

106.4

100.2

97.6

99.0

105.6

8.2

苯并[ghi]苝

101.7

113.6

103.3

99.6

109.5

103.7

105.2

5.0



表2弗罗里硅土柱净化加标样品回收率

名称

弗罗里硅土柱净化回收率(%)

平均值

(%

RSD

(%)

7

8

9

10

11

12

65.2

63.0

63.5

65.1

63.8

64.6

64.2

1.4

苊烯

72.2

70.6

71.1

74.4

73.3

74.9

72.8

2.4

65.9

65.3

64.6

63.0

63.2

63.3

64.2

1.9

82.0

80.0

80.8

83.7

82.8

83.8

82.2

1.9

91.9

92.4

97.3

94.7

93.2

90.5

93.3

2.6

88.6

83.6

81.3

84.2

86.2

88.5

85.4

3.4

荧蒽

97.7

97.0

98.9

90.0

93.7

98.3

95.9

3.6

91.2

89.4

92.2

89.4

99.3

91.7

92.2

4.0

苯并[a]蒽

109.8

94.5

100.9

106.2

110.3

104.9

104.4

5.7

95.6

93.3

100.8

101.5

96.8

99.5

97.9

3.3

苯并荧蒽

103.7

105.3

104.2

109.9

103.7

108.3

105.9

2.5

苯并[k]荧蒽

103.3                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

98.4

105.1

105.1

103.5

105.3

103.5

2.5

苯并[a]芘

95.9

97.1

97.2

97.6

97.4

90.0

95.9

3.1

茚苯[1,2,3-cd]芘

117.4

119.9

117.8

113.3

111.2

110.6

115.0

3.4

二苯并[a, h]蒽

105.3

101.7

106.3

100.3

97.7

100.9

102.0

3.2

苯并[ghi]苝

107.7

100.6

102.3

108.0

111.3

97.9

104.6

4.9



3结论

由表1和表2可知,加压流体萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃,加标回收率为63.0%~120.9%, RSD为1.4%~8.2%。本方法测定的样品加标浓度为0.1mg/kg。

用该方法进行实际土壤样品检测,其中萘的含量为7.8 ug/kg,芴的含量为19.2ug/kg,二苯并[a, h]蒽的含量为11.8 ug/kg,其余13种多环芳烃未检出。

60mL收集管同时适用于这三种仪器,实验过程中不需要进行液体的转移,能够有效的减少转移过程中造成的损失。

参考标准:

1、HJ 805-2016 土壤和沉积物  多环芳烃的测定  气相色谱-质谱法

2、HJ 783-2016 土壤和沉积物  有机物的提取  加压流体萃取法
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