1. 測定土壤中的16種多環芳烴——加壓流體萃取-固相萃取-氣質法

      2020-06-17
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      前言

      多環芳烴化合物作為一類常見的有機汙染物 ，廣泛存在於環境當中 。土壤因為其基質複雜更是多環芳烴的常見載體 。目前土壤中的多環芳烴汙染已經比較嚴重 ，在工業發達地區尤為突出 ，所以對土壤中多環芳烴含量的監控也就尤為重要 。


      加壓流體萃取技術是近年來發展起來的一種在高溫 、高壓條件下快速處理固體或半固體樣品的方法 ，與常用的索氏提取 、超聲提取 、微波萃取技術等方法相比 ，具有節省溶劑 、快速 、回收率高 、健康環保 、自動化程度高等明顯優勢 。

      本實驗參考方法HJ 805-2016和HJ 783-2016 ，簡要介紹了使用萊伯泰科全自動高效快速溶劑萃取儀Flex-HPSE提取土壤中的16種多環芳烴 ，SPE1000全自動固相萃取係統淨化，MultiVap-10定量平行濃縮儀濃縮後用氣質聯用儀進行檢測的一整套方法 。實驗方法簡便 、回收率較高且平行性良好 ，適用於土壤中16種多環芳烴的檢測 。



      實驗部分


      1.1儀器與試劑

      Flex-HPSE全自動高效快速溶劑萃取儀（萊伯泰科公司）



      SPE1000全自動固相萃取係統（萊伯泰科公司）


      MultiVap-10定量平行濃縮儀（萊伯泰科公司）


      7890B氣相色譜-5977B質譜聯用儀（安捷倫公司） ；
      16種多環芳烴標準儲備液（200μg / mL ，溶劑為正己烷） ；
      二氯甲烷（色譜純） ；正己烷（色譜純） ；丙酮（色譜純） ；
      矽膠固相萃取柱（1g/6mL ，LabTech）；弗羅裏矽土固相萃取柱（1g/6mL ，LabTech） ；
      矽藻土（置於馬弗爐中400℃烘4h ，冷卻後貯於玻璃瓶中於幹燥器內保存） 。

      1.2標準工作液配置
      移取100μL的多環芳烴標準儲備液至10mL的容量瓶 ，用正己烷定容至刻度 ，搖勻 。配成濃度2μg/mL的溶液 ，作為標準工作液 。

      1.3土壤樣品處理
      1.3.1 提取
      取研細過篩後的環境土樣20g ，與8g矽藻土混合均勻 ，裝填至34mL的萃取罐中 。同樣方法裝填好兩個萃取罐後 ，置於Flex-HPSE中（雙通道運行 ，最多可連續萃取30個樣品） ，萃取溶劑為丙酮－正己烷  (1 ：1 ，體積比) 混合溶液 ，係統壓力10.34Mpa，萃取溫度100℃ ，加熱平衡時間2min ，靜態萃取時間5min ，衝洗體積60% ，N2吹掃60s 。循環運行兩次 。萃取液收集到50mL濃縮杯中 。

      1.3.2 濃縮
      將濃縮杯置於MultiVap-10中 ，濃縮溫度35℃ ，使用定容模式 。濃縮過程中使用正己烷淋洗杯壁 ，最後置換溶劑為正己烷 ，樣品體積在1mL左右 。

      1.3.3 淨化
      淨化過程采用弗羅裏矽土柱淨化和矽膠柱淨化兩種方式 。具體方法如下 ：
      （1）弗羅裏矽土柱淨化
      按照圖1方法進行淨化實驗 ，其中二氯甲烷正己烷溶液配比為1 ：9 ，體積比 。收集液用MultiVap-10濃縮至近幹 ，用正己烷定容至1mL ，待測 。



      圖1.弗羅裏矽土柱淨化方法

      （2）矽膠柱淨化
      按照圖2方法進行淨化實驗 ，其中二氯甲烷正己烷溶液配比為1 ：1 ，體積比 。收集液用MultiVap-10濃縮至近幹 ，用正己烷定容至1mL ，待測 。



      圖2.矽膠柱淨化方法

      1.4樣品加標處理
      按1.3.1方法裝填樣品過程中 ，加1mL的1.2方法所配的標準工作液至34mL的萃取罐中 ，然後按照1.3.1~1.3.3方法進行實驗 ，兩種淨化實驗各六組 ，最後用正己烷定容至1mL ，用來測定加標回收率。

      1.5 GC/MS檢測條件
      色譜柱 ：HP-5MS ，30m*0.25mm*0.25μm ；進樣口溫度 ：280℃ ；不分流進樣；柱流速 ：1.0mL/min ；恒流模式 ；進樣量 ：1.0μL ；柱溫 ：50℃保持3min ，以10℃/min升至280℃ ，保持12min 。
      電子轟擊源（EI） ；四極杆溫度 ：150℃ ；離子源溫度 ：230℃ ；輔助加熱溫度 ：290℃ ；掃描模式 ：全掃描 ；掃描範圍 ：45amu~450amu ；溶劑延遲時間 ：10min 。


      2 、實驗結果

      2.1多環芳烴標準液總離子流譜圖


      圖3多環芳烴標準液總離子流譜圖

      2.2 加標樣品的總離子流譜圖



      圖4樣品加標的總離子流譜圖

      2.3 加標樣品的回收率
      表1矽膠柱淨化加標樣品回收率



      表2弗羅裏矽土柱淨化加標樣品回收率


      3 、實驗結論


      由表1和表2可知 ，加壓流體萃取-固相萃取-氣質法測定土壤中的16種多環芳烴 ，加標回收率為63.6%~116.9% ， RSD為3.1%~8.8% 。本方法測定的樣品加標濃度為0.1mg/kg 。

      用該方法進行實際土壤樣品檢測 ，其中萘的含量為7.1 ug/kg ，芴的含量為15.2ug/kg ，二苯並[a, h]蒽的含量為12.5 ug/kg ，其餘13種多環芳烴未檢出 。

      50mL濃縮杯同時適用於Flex-HPSE和MultiVap-10兩種儀器 ，實驗過程中盡可能減少液體的轉移 ，能夠有效減少轉移過程中造成的損失 。

      綜上所述 ，加壓流體萃取-固相萃取-氣質法測定土壤中的16種多環芳烴這一實驗中 ，萊伯泰科Flex-HPSE全自動高效快速溶劑萃取儀 、SPE1000全自動固相萃取係統和MultiVap-10定量平行濃縮儀能夠高效 、穩定地達到實驗的要求 ，可以提供領域範圍內的良好應用 。


      4 、參考標準


      1 、HJ 805-2016 土壤和沉積物  多環芳烴的測定  氣相色譜-質譜法
      2 、HJ 783-2016 土壤和沉積物  有機物的提取   加壓流體萃取法



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