ASE萃取_SPE凈化_HPLC法測定土壤中多環(huán)芳烴

1、第19卷第3期環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)2007年6月監(jiān)測技術(shù)ASE萃取-SPE凈化-HPLC法測定土壤中多環(huán)芳烴盧福峰,邢核,許秀艷,李國剛(1.北京科技大學(xué),北京100083;2.中國環(huán)境監(jiān)測總站,北京100029)摘要:建立了加速溶劑萃取-固相萃取凈化-16,優(yōu)化了試驗條件。方法線性關(guān)系良好,16種多環(huán)芳烴的檢出限在0.412ng/g3.9741.2%12.7%之間,基質(zhì)加標(biāo)回收率在60.4%126%之間。,能夠滿足土壤分析的1,2222要求。關(guān)鍵詞:多環(huán)芳烴;中圖分類號:+:文章編號:10062009(2007)03-0025-03DeterminaonofPolycyclicAromatic

2、HydrocarbonsinSoilSamplesbyAcceleratedSolventExtractionCoupledwithSolid2phaseExtractionCleanupLUFu2feng,XINGHe,XUXiu2yan,LIGuo2gang1,2222(1.UniversityofScienceandTechnology,Beijing100083,China;2.ChinaNationalEnvironmentalMonitoringCenter,Beijing100029,China)Abstract:Amethodwasestablishedbyhigheffect

3、iveliquidchromatographydeterminationof16polycyclicaromatichydrocarbonsinsoilsampleswithacceleratedsolventextractionpurifycoupledwithsolid2phaseextrac2tioncleanupafterdetectiveconditionwasoptimized.Thelinearrelationsbetweenabsorptionvalueandeachpoly2cyclicaromatichydrocarbonmassconcentrationweregood,

4、anddetectionlimitsrangedfrom0.412ng/gto3.974ng/g.Therelativestandarddeviationsofblankstandardadditionrangedfrom1.2%to12.7%.Thema2trixspikerecoveryrangedfrom60.4%to126%.Theresultsofactualsamplesdeterminationshowthemethodhasgoodeffectofseparationandmeetsthedemandofsoilanalysis.Keywords:Polycyclicaroma

5、tichydrocarbon;Accelerationsolventextraction;Solidphaseextraction;HPLC;Soil多環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAHs)廣泛分布于天然環(huán)境中,具有極強(qiáng)的致癌、致畸、致突變性,已被列入優(yōu)先控制污染物名單。土壤中的PAHs主要來自大氣沉降、污水灌溉、污泥農(nóng)用、工業(yè)滲漏等1熟,回收率比較穩(wěn)定,但都存在著有機(jī)溶劑消耗量大、萃取時間長的缺點(diǎn)6。凈化方法大多采用硅膠柱,需耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑,而且人工填充硅膠不夠密實,遇到復(fù)雜基質(zhì)時凈化效果難以保證。加速溶劑萃取(ASE)是一種在較高的溫度和較大的

6、壓力下用溶劑萃取固體或半固體的樣品前處理方法,具有有機(jī)溶劑用量少、萃取速度快、樣品回收率高等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于土壤樣品的前處6理。固相萃取(SPE)是用固體物質(zhì)作為萃取劑收稿日期:2006-12-15;修訂日期:2007-04-24作者簡介:盧福峰(1980),男,吉林長春人,在讀碩士生,主要從事實驗室分析工作。,可通過植物根系吸收進(jìn)入2-3食物鏈,在動物體內(nèi)積聚,最終威脅人類健康。對土壤中PAHs的研究國外已經(jīng)開展一些研究4-5,近年來國內(nèi)科研工作者也對其分析方法、分布規(guī)律等進(jìn)行了。土壤中PAHs的分析關(guān)鍵在于其提取和凈化方法。提取方法有液-液萃取、索氏提取、超聲波提取、超臨界流體萃取、微波

7、萃取等,雖然方法成25© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第19卷第3期盧福峰等.ASE萃取-SPE凈化-HPLC法測定土壤中多環(huán)芳烴72007年6月從樣品中提取某些組分的方法,也可應(yīng)用于提8-9取液的純化。今采用ASE萃取-SPE凈化-高效液相色譜(HPLC)法測定土壤中16種PAHs,溶劑用量小,方法快速準(zhǔn)確。1試驗1.1主要儀器與試劑DIONEXASE300型加速溶劑萃取儀;SUPEL2COVisiprepTMDL12孔固相萃取裝置;SUPEL2

8、CLEANENVI-Florisil固相萃取柱,6mL,1g;HI2TACHIL-6200型高效液相色譜儀,;HITACHIAS-4000I4200H;1.3SPE凈化使用Florisil固相萃取柱凈化,除去萃取液中的雜質(zhì)。凈化前先將萃取液上旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮,轉(zhuǎn)換溶劑為正己烷,濃縮至2mL。SPE凈化分以下幾步:活化,取5mL丙酮/正己烷混合液(體積比為19)加入柱管,用真空泵以低于5mL/min的流量抽至液面與固相物質(zhì)持平,5mL正己烷同上處理,;上柱,將2mL萃,將清洗液,5mL/min的流量,;淋洗,向柱中加5mL丙酮/正己烷混合液(體積比為19),以5mL/min的流量淋洗,抽空,收集淋

9、洗液于同一雞心瓶中。用高純氮?dú)鈱⒘芟匆号c流出液吹至近干,轉(zhuǎn)換溶劑為乙腈,定容至1mL待測。1.4色譜條件PAH專用色譜柱,25cm×4.6mm×5m;柱儀;SupelcosilTM,25cm×4.6mm×5m;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;氮吹儀;超聲波清洗器;超純水機(jī)。EPA610PAHs混合標(biāo)樣,Supelco公司,其中萘、二氫苊1000mg/L,苊2000mg/L,芴、熒蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a,h)蒽、苯并(g,h,i)芘艸、200mg/L,菲、蒽、芘、苯并(a)蒽、屈苯并(k)熒溫25;進(jìn)樣體積40L;流量1.5mL/min;紫外檢測器波長254nm;流動相

10、為乙腈和水;梯度淋洗,洗脫溶劑體積分?jǐn)?shù)變化見表1。表1洗脫溶劑體積分?jǐn)?shù)變化時間t/min0315303235蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘100mg/L;PAHs標(biāo)準(zhǔn)儲備液,用乙腈將混合標(biāo)樣稀釋而成,其中萘、二氫苊10mg/L,苊20mg/L,芴、熒蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a,h)蒽、苯并(g,h,i)芘2mg/L,艸、菲、蒽、芘、苯并(a)蒽、苯并(a)屈苯并(k)熒蒽、乙腈體積分?jǐn)?shù)/%60601001006060水體積分?jǐn)?shù)/%4040004040芘、茚并(1,2,3-cd)芘1mg/L;二氯甲烷,農(nóng)殘級,DIKMA公司;正己烷,農(nóng)殘級,SIGMA公司;丙酮,農(nóng)殘級,FLUK

11、A公司;乙腈,農(nóng)殘級,MERCK公司;無水硫酸鈉,分析純,于400加熱4h,除去水分及吸附于表面的有機(jī)物,冷卻后保存;高純氮?dú)?純度99.999%;石英砂,60目100目,試驗前索氏提取,先用二氯甲烷抽提16h,再更換新的二氯甲烷抽提5h,用高純氮?dú)獯蹈珊竺芊獗４妗?.2ASE萃取將土壤樣品風(fēng)干研磨后過60目篩,取10g與硅藻土混合后填滿33mL萃取池。在預(yù)備性試驗中,可以用石英砂代替土壤。取10g石英砂,加入1mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液,裝入33mL萃取池,用硅藻土填滿。以二氯甲烷/丙酮混合液(體積比為11)為溶劑萃取,萃取條件如下:提取溫度140;系統(tǒng)壓強(qiáng)10.3MPa;加熱時間7min;靜態(tài)萃取時間

12、5min;清洗體積19.8mL(占萃取池體積的60%);氮吹時間60s;循環(huán)次數(shù)2次。262結(jié)果與討論2.1試驗條件優(yōu)化2.1.1ASE萃取條件優(yōu)化萃取溶劑采用二氯甲烷/丙酮混合液(體積比10為11)。取5份石英砂,加入等量的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,分別于100、120、140、160、180萃取,結(jié)果見圖1。由圖1可見,PAHs的提取效率隨萃取溫度的增加而提高,140時達(dá)到最大值,之后開始下降,由此確定最佳萃取溫度為140,與11相關(guān)研究結(jié)果一致。2.1.2SPE凈化條件優(yōu)化影響SPE凈化的因素主要有過柱流量和淋洗液體積。分析物的回收率與淋洗液體積、流量成反12比,因而控制流量為5mL/min。對于富集

13、在萃© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第19卷第3期盧福峰等.ASE萃取-SPE凈化-HPLC法測定土壤中多環(huán)芳烴2007年6月艸、蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-屈苯并(k)熒蒽、cd)芘混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,見表2。表216種PAHs的標(biāo)準(zhǔn)曲線化合物回歸方程y=5439.5x-721.06y=3865.1602.42.22y=+625831x+212.81y=118668x-110.66y=1611

14、2x-295.84y=15177x+330.04y=37289x-441.38y=57635x-572.2y=40751x-452.79y=30776x-527.99y=40843x-1116.2y=9311.8x-103.74y=12790x-305.11y=33227x-505.86相關(guān)系數(shù)r0.99830.99790.99890.99980.99960.99990.99570.99960.99930.99970.99930.99980.99960.99620.99910.9995圖1不同萃取溫度下PAHs的提取效率萘苊熒蒽芘苯并(a)蒽艸屈取柱上的少量PAHs,為了確保淋洗徹底,改變淋洗

15、液體積,繪制淋洗曲線,見圖2。由圖2可見,當(dāng)淋洗液體積為5mL時,回收的PAHs穩(wěn)定。苯并(b)熒蒽苯并(k)熒蒽苯并(a)芘苯并(a,h)蒽苯并(g,h,i)苝茚并(1,2,3-cd)芘圖2PAHs淋洗曲線2.2定性方法用標(biāo)準(zhǔn)儲備液直接進(jìn)樣,進(jìn)樣體積為40L,根據(jù)色譜峰保留時間定性。16種PAHs標(biāo)準(zhǔn)色譜峰見圖3。2.4方法檢出限采用基質(zhì)加標(biāo)(將PAHs標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋50倍后取1mL加入基質(zhì)),平行測定6次,按文獻(xiàn)13方法計算,萘、苊、二氫苊、芴、菲、蒽、熒蒽、艸、芘、苯并(a)蒽、苯并(k)熒蒽、苯屈苯并(b)熒蒽、并(a)芘、苯并(a,h)蒽、苯并(g,h,i)苝、茚并(1,2,3-cd

16、)芘的檢出限分別為2.541ng/g、3.974ng/g、1.496ng/g、0.412ng/g、0.662ng/g、0.784ng/g、1.212ng/g、1.080ng/g、0.735ng/g、0.960ng/g、0.976ng/g、0.704ng/g、0.480ng/g、1.005ng/g、1.395ng/g、0.489ng/g。2.5方法精密度與回收率圖316種PAHs標(biāo)準(zhǔn)色譜峰2.3定量方法配制0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L、8mg/L、10mg/L萘、二氫苊,1mg/L、2mg/L、4mg/L、10mg/L、16mg/L、20mg/L苊,0.1mg/L、0.2m

17、g/L、0.4mg/L、1.0mg/L、1.6mg/L、2.0mg/L芴、熒蒽、苯并(b)熒蒽、苯并(a,h)蒽、苯并(g,h,i)芘,0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、0.8mg/L、1.0mg/L菲、蒽、芘、苯并(a)取5份石英砂,分別加入0.5mLPAHs標(biāo)準(zhǔn)儲備液,用該方法分析,16種PAHs的回收率在60.4%126%之間,測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.2%12.7%之間。2.6實際樣品測定將從山西太原某縣采集的土壤樣品風(fēng)干研磨后過60目篩,取10g與硅藻土混合后填滿33mL萃取池,用該方法分析,色譜峰見圖4。由圖4可見,16種PAHs均檢出,質(zhì)量比在9

18、.0g/kg(下轉(zhuǎn)第31頁)27© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第19卷第3期1976:387.汪暉等.過氧化聚吡咯/聚乙烯吡咯烷酮修飾碳糊電極測定廢水中苯酚2007年6月27phenolsandherbicidesinwaterbyhigh2performanceliquidchromatographywithmulti2electrodeelectrochemicaldetectionJ.JournalofChromatography,1995

19、(4):357-358.9倪翠芳,王建華.單掃描極譜法測定水中痕量苯酚J.分析2BOSCHF,FONTG,MANESJ.UltravioletspectrophotometricdeterminationofphenolsinnaturalandwastewaterswithiodinemonobromideJ.Analyst,1987,112:1335-1337.3葉芝祥,楊迎春,江奇.紫外光譜法同時測定制藥廢水中苯試驗室,1999,18(6):20-21.10呂少仿.水中微量苯酚的碳納米管化學(xué)修飾電極測定法J.環(huán)境與健康雜志,2004,21(2):104-106.11王凱雄,徐寶娟.聚乙烯

20、吡咯烷酮修飾碳糊電極法測定水中酚和水楊酸的研究J.光譜實驗室,2000,17(3):273-276.4李姣,何燕.在線液膜萃取富集流動注射分光光度法測定水中痕量對硝基苯酚J.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2005,17(4):13-15.5劉堅.環(huán)境水中酚的熒光法測定J.中國環(huán)境監(jiān)測,1990,6(3):12-13.6常永潤,路長榮.J.中國環(huán)境監(jiān)測,1986,2(2):347黃欽明.J28):48-50.8GUIDOA,PICSUEB.Simultaneousdeterminationof的苯酚J.,22(3):249-253.12YIHK,Soronstrippingvoltammetryofnaf

21、ionelectrodeinthepresenceJ.2001,55:1205-1210.AMURAK,NAGAOKAT.Selectivedetermina2tionoftryptophanbyusingacarbonpasteelectrodemodifiedwithanoveroxidizedpolypyrrolefilmJ.AnalyticalSciences,2002,18:418-419.(上接第27頁)420.19g/kg之間,分離效果較好,土壤中的雜質(zhì)tractionofnitratedpolycyclicaromatichydrocarbonsfromsoilbyfocuse

22、dmicrowave2assistedsoxhletextractionpriortogaschro2matography2electron2capturedetectionJ.JournalofChroma2tographyA,2003,994:159-167.3ERICSSONM,COLMSJOA.Dynamicmicrowave2assistedex2tractioncoupledon2linewithsolid2phaseextraction:determina2tionofpolycyclicaromatichydrocarbonsinsedimentandsoilJ.JournalofChromatographyA,2002,964:11-20.4俞飛,林玉鎖.城市典型工業(yè)生產(chǎn)區(qū)及附近居住區(qū)土壤中PAHs污染特征J.生態(tài)環(huán)境,2005,14(1):6-9.5崔艷紅,朱雪梅,郭麗青,等.天津污灌區(qū)土壤中多環(huán)芳烴的干擾得到了有效去除。提取、凈化和測定J.環(huán)境化學(xué),2002,21(4):392-396.6劉靜.戴安公司ASE快速溶劑萃取技術(shù)解決您化學(xué)實圖4實際樣品高效液相色譜峰驗樣品前處理的最新技術(shù)J.檢驗檢疫科學(xué),2003,13(2):58.7王麗平.固相萃取技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用J.中國科技3結(jié)論采用ASE萃取-SPE凈化-