环境样品中提取环境样品的多环芳烃（PAHs）检测方案

戴安公司技术注解 AN313戴安公司技术注解 AN313 采用快速溶剂萃取(ASE)技术提取环境样品的多环芳烃(PAHs) (符合U.S.EPA方法3545) 介绍 加速溶剂萃取是新型的萃取技术，其可以大大简化样品前处理理程。用泵抽取常用的溶剂到装有样品的萃取池中，而后加温加压。萃取数分钟后，萃取液从加热池中转移到标准收集瓶，以待净化和分析。整个过程都是全自动化的，萃取几分钟即可完成，从而提供更快速方便且消耗溶剂量少。 传统萃取技术从环境样品例如土壤污泥以及其其土壤废弃物中萃取PAH化合物一般需要大量的有机溶剂，例如索氏萃取环境样品大都都需要250-500mL的溶剂。最近环境法规方面的改变将严格限制全世界范围内的实验室使用有机溶剂的量。ASE的开发就符合在固体废弃物中减少有机溶剂消耗量的这一新法规。 与其它萃取技术相比， ASE萃取固体废弃物中的PAH更方便，快速以及溶剂消耗更少。ASE萃取的回收率等同于其它需要大量溶剂的萃取方法例如索氏或超声萃取。而且ASE也能避免与超声萃取相关的重复的清洗过程。ASE萃取10g典型的土样一般耗时12分钟，总的溶剂消耗量大约为15ml. 在本篇应用文献中介绍的从固体废弃物萃取PAH的步骤符合EPA3545A。本方法适用的固体废弃物包括土壤，污泥和沉积物。 仪器 DionexASE200， 11mL以上不锈钢萃取池 Dionex HPLC系统 SUPELCOSILLC-PAH柱， 15cmx4.6mm(Supelco， Inc.， Bellefonte， Pennsylvania， USA) Dionex萃取采集瓶(40mL P/N 49465； 60mL P/N 49466) 溶剂 二氯甲烷 丙酮 乙腈 ASE 200萃取参数 系统压力：10Mpa(1500psi) 温 度：：100℃ 样品量：7g 加热时间：5min 静态时间： 5min 溶剂：：二氯甲烷/丙酮(1：：1)，(V/V) 冲洗体积： 60%的萃取池体积 N2吹扫： 1Mpa(150psi)吹扫60秒 干燥剂： Na2SO4或Hydromatrix 样品信息 包含PAH的土壤资源技术中心提供并认证(SRS 100-103， lot num-berAQ103以及RQ103)。含有PAH的海洋沉积物样品从加拿大国家研究委会获得。污染土壤的样品萃取液用液相色谱仪分析。 注： Mountain States Analytical，Inc. (Salt Lake City， Utah， USA) 通过GC/MS研究海洋沉积物样品。 样品制备 样品在填装萃取池之前应干燥和研磨，含有水分大于10%的样品应与硫酸钠或Hydromatrix硅藻土等比例混合，样品经研磨后不少于10~20g。 粘性、纤维状或油状不能磨碎的物质应切碎或剪碎等方式，使得样品萃取有最大的接触面积。如果材质允许的话，在样品中加入无水硫酸钠(与样品比例1：1)混合后研磨可以提高研磨效率。 在萃取池的出口处放置一片纤维素膜。在11mL的萃取池称取约10克样品，22mL的萃取池称取约20克样品。如果样品与无水硫酸钠混合，把烧杯里所全部的物质转移到萃取池。在适当的样品池里加入内标和基体标准。 在萃取池放入自动进样盘里，在洗净的40ml收集瓶上标好号后(最多有20个)旋上配有隔垫的瓶盖。 HPLC分析条件 ASE得到的萃取液应根据其含量稀释或者浓缩以满足HPLC分析的需要。HPLC系统使用的色谱柱为SUPELCOSIL 15-cmx4.6cm LC-PAH柱，流速为1.5ml/min；流动相为乙腈溶液梯度淋洗： 0-5min60%水，40%乙腈； 5-25min 乙从从40%增加到100%(线性增加)。同时用紫外(254nm)和荧光检测器(激发波长300nm，发射波长410nm)检测。采用外标法定量。 GC/MS分析条件 ASE萃取液浓缩到4ml，采用美国EPA Method 8270方法分析。采用HP5890系列II气相分析系统包括分流-不分流进样器， HP7673自动进样品， HP5970质谱检测器分析。样品的进样体积为1pL。使用30mx0.25mm XTI-5毛细管柱 (Restek， Bellefonte， Pennsylvania， USA)， 不使用保护柱。 进样器的温度保持在270，传输线的温度设置为300。 气相色谱条件采用三段式程序升温：50-310，10/min；保持3min； 以4/min增加到326；然后10 /min增加到350保持10 min。以氦气为载气，流速恒定在30 cm/s。质谱仪的倍增电压为2000eV，质荷比扫描范围为35-500。 分析结果 ASE萃取土壤以及海底沉积物中的PAH的实验结果如表1和表2所示。所有基质的加标回收率与基准值相符合。基准值是由索氏萃取8-18得到的，所有结果如表1所示。 苯[b]荧蒽和苯[k]荧蒽回是率是两者的总和。与报道的基准值的计算方式相符。HPLC方法不能定量比芴轻的物质。而且土壤中基准物中的物质的分子量没有比苯[a]芘大的物质因此没有给出土壤中分子量超过这个范围的结果。 加拿大海底沉积物样品的萃取的结果如表2所示。只有4种化合物不在基准值的90%的置信区间内，分别为蒽，苯[b]荧蒽，苯[k]荧蒽，，：二苯[a， h]蒽。平的平均回收率低于基准值。然而其它三种物质的结果高于基准值。 实验结果表明ASE技术萃取PAH化合物等效或优于传统的索氏萃取方法。 ASE符合在US EPA SW-846方法 3545陈述PAH分析的要求，是EPA3545A推荐使用的方法。 Table 1 Recovery of PAHs from contaminated soil (SRS 103-100)a Compound Average Recovery， n=8(as % of Soxhlet) RSD(%) Fluorene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz [a]anthraceneChrysene Benzo[b.k]fluorantheneBenzo[alpyrene 83.4 119.2 88.0 101.2 104.8 93.6 121.8 142.3 100.3 1.61.96.6141810158.115 分析物浓度范围：20-1400mg/kg(每个成分)； 苯[b]蒽和苯[b]荧蒽的和； Table 2 PAHs from marine sediment HS-3 (mg/kg) Compound AverageRecovery(n=4) StandardDeviation certifiedValue 90% CI Naphthalene Acenaphthalene Acenaphthene Fluorene Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene Benz[a]anthraceneChrysene Benzo[a]pyrene Benzo[b]fluorantheneBenzo[k]fluoranthene Benzo[ghiperylene Dibenz[ah]anthracene Indeno[1，2，3-cd]pyrene 8.87ND4.8910.0968.807.7354.7333.7012.4014.956.2711.4610.164.142.584.30 1.00NA90.511.266.440.574.822.831.071.520.651.271.280.690.330.77 9.00.34.513.685.013.460.039.014.614.17.47.72.85.01.35.4 0.7 0.11.53.1200.599223.61.22 2 0.5 1.3 Cl=平均值的置信范围； ND=低于检测限(1.5mg/kg)； NA=不适用； 参考文献： 1. Richter， B.； Ezzell， J.； Felix， D. “Single Laboratory Method Validation Report： Extraction of TCL/PPL(Target Compound List/Priority Pollutant List) BNAs and Pesticides UsingAccelerated Solvent Extraction(ASE) with Analytical Validation by GC/MS and GC/ECD"Document116064.A， Dionex 戴安公司技术注解 AN313 Corporation， June 16，1994.分析结果： ASE萃取土壤以及海底沉积物中的PAH的实验结果如表1和表2示。所有基质的加标回收率与基准值相符合。基准值是由索氏萃取8-18得到的，所有结果如表1所示。 苯[b]荧蒽和苯[k]荧蒽回收率是两者的总和。与报道的基准值的计算方式相符。HPLC方法不能定量比芴轻的物质。而且土壤中基准物中的物质的分子量没有比苯[a]芘大的物质因此没有给出土壤中分子量超过这个范围的结果。 加拿大海底沉积物样品的萃取的结果如表2所示。只有4种化合物不在基准值的90%的置信区间内，分别为蒽，苯[b]荧蒽，苯[k]荧蒽，二苯[a，h]蒽。蒽的平均回收率低于基准值。然而其它三种物质的结果高于基准值。实验结果表明ASE技术萃取PAH化合物等效或优于传统的索氏萃取方法。