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15种硝基苯类化合物

前言：

2016年5月31日，《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)正式由国务院印发实施。此次详查对检测项目、分析方法和参考标准做了明确的规定，其中关于土壤中硝基苯类化合物的测定，采用《土壤和沉积物 硝基苯类化合物的测定 气相色谱-质谱法》报批稿测试方法。

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。

本实验介绍了使用高效压力溶剂萃取系统（HPSE）提取土壤中的15种硝基苯类化合物，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。

关键词：土壤  硝基苯类化合物 

1、实验部分

1.1仪器和设备

HPSE-E高效压力溶剂萃取系统；

SePRO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（安捷伦公司）；

1.2 试剂和样品

正己烷（色谱纯）；丙酮（色谱纯）；二氯甲烷（色谱纯）；

快速溶剂萃取溶剂：正己烷-丙酮混合溶剂， 1+1 （V/V）；

固相萃取洗脱溶剂：正己烷-二氯甲烷混合溶剂，1+9 （V/V）；

硝基苯类化合物标准使用液（200μg / mL，溶剂为正己烷）；

内标使用液（10 mg/L，溶剂为正己烷）；

替代物使用液（10 mg/L，溶剂为正己烷）；

弗罗里硅土固相萃取柱（1g/6mL，LabTech）；

硅藻土（置于马弗炉中450℃烘4h，冷却后贮于玻璃瓶中于干燥器内保存）。

1.3土壤样品处理

1.3.1 提取

取研细过筛后的环境土样5g，与3g硅藻土混合均匀，装填至11mL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6min，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，室温下，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方式。具体方法如下：

按照图1方法进行净化实验，其中正己烷二氯甲烷溶液配比为1：9，体积比。收集液用MV5浓缩，中间使用正己烷溶剂置换，最后用正己烷定容至1mL，待测。

图1 弗罗里硅土柱净化方法

1.4样品加标回收率实验

按1.3.1方法装填样品，进行加标实验，加标浓度为20μg/kg，然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验，共进行三组6个平行样品，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：DB-5MS UI 毛细管柱30m*0.25mm*0.25μm；进样口温度：MMI进样口，采用程序升温进样模式，60℃保持0.05min，以750℃/min升至280℃，保持0min；不分流进样；载气流速：1.0mL/min；恒流模式；进样量：1.0μL；柱温：40℃保持4min，以10℃/min升至300℃，保持2min。

离子源：电子轰击源，70eV；四极杆温度：180℃；离子源温度：280℃；辅助加热温度：280℃；溶剂延迟时间：6.0min；扫描模式：SIM+Scan（化合物保留时间，定量和定性离子见下表）

表1 硝基苯类化合物定量和定性选择离子

序号	化合物中文名称	扫描	RT	定量离子	定性离子1	定性离子2
1	硝基苯-D5（替代物标准品）	SIM	11.6	128.1	82.1	98.1
2	硝基苯	SIM	11.7	123.0	77.1	93.0
3	2-硝基甲苯	SIM	12.9	120.0	91.1	92.1
4	萘-D8（内标）	SIM	13.3	136.2	108.1	134
5	4-硝基甲苯	SIM	13.5	137.1	91.1	107.1
6	对硝基氯苯	SIM	13.9	157.0	159.0	111.0
7	间硝基氯苯+邻硝基氯苯	SIM	14.1	157.0	159.0	111.0
8	2-氟联苯（替代物标准品）	SIM	15.9	172.1	171.1	173.1
9	对二硝基苯	SIM	16.8	168.0	122.0	75.0
10	间二硝基苯	SIM	16.9	168.0	122.0	76.0
11	2,6-二硝基苯	SIM	17.0	148.0	165.0	89.0
12	邻二硝基苯	SIM	17.1	168.0	76.0	63.0
13	苊-D10（内标）	SIM	17.5	162.2	164.2	160.1
14	2,4-二硝基苯	SIM	18.0	165.0	164.2	160.1
15	1-氯-2,4-二硝基苯	SIM	18.3	202.0	204.0	110.0
16	3,4-二硝基苯	SIM	18.6	182.0	94.0	89.0
17	2,4,6-三硝基甲苯（TNT）	SIM	19.9	210.0	193.0	180.0

2、实验结果

2.1  17种硝基苯类化合物色谱图分离情况（含内标和替代）

图2 硝基苯类化合物标准液总离子流谱图

2.2 加标样品的回收率

表2弗罗里硅土柱净化加标样品回收率

化合物名称	回收率（%）						平均值（%）	RSD（%）
	1	2	3	4	5	6
硝基苯-D5（SS）	49.9	50.1	48.3	54.8	46.9	53.7	50.6	6.1
硝基苯	69.2	69.2	65.7	76.2	67.2	72.6	70.0	5.4
2-硝基甲苯	53.1	54.1	57.1	51.7	54.9	55.1	54.3	3.4
4-硝基甲苯	54.9	58.0	60.2	58.0	56.9	56.9	57.5	3.0
对硝基氯苯	54.1	54.4	60.2	59.3	52.0	56.4	56.1	5.7
间硝基氯苯+邻硝基氯苯	56.0	56.3	58.7	61.3	54.0	60.2	57.8	4.8
2-氟连恩（SS）	64.8	66.2	69.4	68.6	67.0	66.5	67.1	2.5
对二硝基苯	100.1	108.6	113.6	98.9	114.2	99.9	105.9	6.7
间二硝基苯	84.8	95.2	80.6	98.4	95.3	94.2	91.4	7.7
2,6-二硝基苯	79.0	69.8	77.4	76.8	76.3	73.9	75.5	4.3
邻二硝基苯	81.2	91.5	76.0	79.3	88.3	87.1	83.9	7.1
2,4-二硝基苯	103.0	94.8	94.2	99.9	110.1	101.4	100.6	5.8
1-氯-2,4-二硝基苯	93.5	91.2	90.9	94.2	107.4	86.7	94.0	7.5
3,4-二硝基苯	104.6	99.3	102.9	101.8	107.6	101.6	103.0	2.8
2,4,6-三硝基甲苯	113.4	96.7	109.3	101.7	119.3	105.3	107.6	7.6

3、结论

由表2可知，加压流体萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的15种硝基苯类化合物，加标回收率在51%-119%之间，替代物标准品硝基苯-D5加标回收率平均值为50 %，2-氟联苯加标回收率平均值为67 %，完全符合标准中要求的加标样品回收率控制范围：40 % ~ 150 % 的质控要求。同时将六次分析的结果计算其RSD %，所有化合物的相对标准偏差均小于7.7 %，本方法测定的样品加标浓度为20μg/kg。

60mL收集管同时适用于这三种仪器，10mL收集管也可以用于SePRO和MV5之间，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：

《土壤和沉积物 硝基苯类化合物的测定 气相色谱-质谱法》

HJ 783-2016 土壤和沉积物 有机物的提取 加压流体萃取法