土壤中多环芳烃检测方案(快速溶剂萃取)

LabTech 北京莱伯泰科仪器股份有限公司 前言： 多环芳烃 (Polycyclic AromaticHydrocarbons， PAHs)是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物，是重要的环境和食品污染物。迄今已发现有200多种PAHs， 其中有相当部分具有致癌性，如苯并[a]芘，苯并[a]蒽等。PAHs 广泛分布于环境中，可以在我们生活的每一个角落发现，任何有有机物加工、废弃、燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃。 随着样品前处理技术的不断革新，土壤中多环芳烃的提取方法也在不断推陈出新， ASE(加速溶剂萃取)作为其中一种被广泛使用的技术，具有有机溶剂用量少、快速、基质影响小、回收率高和重现性好的特点。 目前市场上大部分加速溶剂萃取仪，每次萃取样品中间都需要手动更换萃取罐以及系统清洗等操作，无法实现自动化，降低了实验效率，本次实验使用的莱伯泰科 Flex-HPSE 全自动高效压力溶剂萃取系统能够实现自动更换萃取罐，可连续萃取30个样品，大大提高了萃取效率。本实验参考环境标准 HJ 805-2016土壤和沉积物多环芳烃的测定气相色谱-质谱法，建立了土壤中16种多环芳烃由萃取、净化到检测的一整套方案。 关键词： Flex-HPSE SPE 1000 土壤多环芳烃 1.仪器和设备 1.1 Flex-HPSE 全自动高效压力溶剂萃取系统(莱伯泰科公司)； 1.2 SPE1000 全自动固相萃取系统(莱伯泰科公司)； 1.3M8平行定量浓缩仪(莱伯泰科公司)； 1.4ET浓缩仪(莱伯泰科公司)； 1.57890B-5977B气质联用仪(安捷伦科技公司)。 地址：北京顺义区区港工业区B区安庆大街6号 ( 电话：0 1 0-80486450 ) 2.试剂和样品 2.1正己烷：色谱级，Fisher 公司； 2.2丙酮：色谱级， Fisher 公司； 2.3二氯甲烷：色谱级， Fisher 公司； 2.3固相萃取洗脱溶剂：：二氯甲烷(2.3)和正己烷(2.1)按1：9体积比混合； 2.4多环芳烃标准使用液： 20mg/L，溶剂为丙酮-正己烷1：1； 2.5内标使用液(-d10、菲-d10、屈-di2)：20mg/L，溶剂为丙酮-正己烷 1：1； 2.6替代物使用液(2-弗联苯、对三联苯-d14)：20mg/L， 溶剂为丙酮-正己烷 1：1； 2.7弗罗里硅土净化柱：：1g/6mL，LabTech； 2.8硅藻土：置于马弗炉中400℃烘4h，冷却后置于玻璃瓶中于干燥器内保存。 3.实验过程 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6个萃取罐，放入萃取架中，并将其相对应的6个50ml浓缩杯放入收集架，将收集架和萃取架置于 Flex-HPSE，运行萃取方法，方法见图1。 图1FlexHPSE 萃取多环芳烃方法运行界面 Your Lab， Our Tech www.labtechgroup.com 3.2浓缩 将收集完的浓缩杯置于 M8平行浓缩仪中，使用定容模式，浓缩温度35℃，浓缩至约1mL，待净化。 3.3净化 采用全自动固相萃取方式，将待净化液移入 SPE 1000 样品盘中，使用弗罗里硅土净化柱(2.7)，按照图2方法进行净化实验。 图2 SPE 1000 净化方法流程 3.4浓缩 将净化后的收集液置于 ET浓缩仪(1.1.3)中，浓缩温度35℃，浓缩至约0.5ml， 加入内标使用液并定容至 1mL， 待 GCMS分析。 3.5土壤样品加标 在装填样品过程中，向萃取罐中加入不同体积的多环芳烃标准使用液和替代物使用液，使加标量分为 0.1mg/kg 和 5ug/kg， 然后按照3.1-3.4的流程进行萃取净化，最后定容至 1mL，待 GCMS分析。 3.6 GC-MS测定条件 a)色谱柱： HP-5ms，30m*0.25mm*0.25um； b) 进样口温度：280C； c)进样模式：不分流； d)柱流速：11.0mL/min(恒流)； e)柱箱温度：初始温度80C，保持 2min； 以5℃/min 升温至180℃，保持5min；以10C/min 升温至290℃， 保持 9min； )四极杆温度：：150℃；离子源温度：280C；传输线温度：280℃； g)扫描模式：全扫描模式(Scan) 和选择离子扫描模式(SIM)。 多环芳烃、内标及替代物的保留时间、定量及定性离子见表1。 表1 多环芳烃、内标、替代物的保留时间、定量及定性离子 序号 化合物名称 保留时间(min) 定量/定性离子 萘 5.89 128/127/129 2-氟联苯(替代物) 7.25 172/171/170 苊烯 8.00 152/151/153 -d1o(内标1) 8.26 162/167/160/163 5 苊 8.31 154/152/153 6 芴 9.35 166/165/167 菲-dio(内标2) 12.45 188/189/160/94 8 12.54 178/179/176 9 12.72 178/179/176 10 荧蒽 16.80 202/203/200/101/100 11 芘 17.45 202/203/200/101/100 12 4，4'-三联苯(替代物) 18.19 244/245/243 13 苯并[a]蒽 20.88 228/226/229/114/113 14 -di2(内标3) 20.91 240/236/238/241 15 䓛 20.98 228/226/229/114/113 16 苯并[荧蒽 23.49 252/253/250/251 17 苯并[k]荧蒽 23.55 252/253/250/251 18 苯并[a]芘 24.28 252/253/250/251 19 茚苯[1，2，3-c，d]芘 27.80 276/277/275/274 20 二苯并[a，h]蒽 27.94 278/276/279/138 21 苯苯[g，h，i]它 28.75 276/275/274/138 4.实验结果 4.1 16 种多环芳烃标准溶液色谱图 图3多环芳烃标准溶液色谱图 4.2 空白样品色谱图 图4土壤样品空白总离子流图 4.3 土壤样品加标色谱图 图5土壤样品加标总离子流图(加标浓度2mg/kg) 北京莱伯泰科仪器股份有限公司 地址：北京顺义区区港工业区B区安庆大街6号 传真：010-80486354 表2加标浓度 0.1mg/kg 的样品回收率 序 化合物名称 回收率/% 均值/% RSD/% 1 2 3 4 5 6 1 萘 62.1 60.3 51.5 67.4 57.7 66.4 60.9 9.7 2 2-氟联苯(替代物) 54.2 54.4 59.9 55.2 56.7 65.4 57.6 7.6 3 苊烯 65.3 67.3 68.8 73.7 65.9 58.8 66.6 7.3 4 苊 62.5 73.1 72.8 71.8 65.4 60.7 67.7 8.2 5 芴 55.7 63.6 61.0 55.5 73.9 58.4 61.4 11.2 6 菲 61.3 61.1 75.9 69.2 72.3 81.3 70.2 11.5 7 蒽 71.0 63.3 68.7 70.8 69.8 69.7 68.9 4.2 8 荧蒽 88.2 69.3 91.6 96.3 67.6 95.3 84.7 15.3 9 芘 72.7 91.8 87.1 101.5 78.5 82.9 85.8 11.9 10 4，4'-三联苯-d14(替代物) 69.3 89.4 80.1 78.9 74.7 68.5 76.8 10.1 11 苯并[a]蒽 76.7 91.6 86.5 84.4 78.9 84.3 83.8 6.4 12 73.0 81.8 80.9 77.3 77.9 73.1 77.3 4.8 13 苯并[6]荧蒽 82.3 85.5 84.6 81.0 74.3 74.9 80.4 6.0 14 苯并[k]荧蒽 80.1 89.2 87.1 81.0 75.8 76.5 81.6 6.7 15 苯并[a]芘 77.1 81.7 82.1 79.8 75.1 75.9 78.6 3.8 16 茚苯[1，2，3-c，d]芘 107.5 79.3 83.6 83.4 86.3 82.6 87.1 11.7 17 二苯并[a，h]蒽 102.6 78.8 84.9 80.4 84.6 80.7 85.3 10.3 18 苯并[g，h，i]它 110.9 80.0 83.5 83.6 86.9 102.9 91.3 13.7 表3加标浓度5pg/kg的样品回收率 序 化合物名称 回收率/% 均值/% RSD/% 1 2 3 4 5 6 1 萘 61.9 58.1 69.9 50.9 68.7 63.4 63.2 11.3 2 2-氟联苯(替代物) 68.8 77.8 69.6 72.7 66.5 61.1 69.4 8.1 3 苊烯 78.3 58.3 77.5 88.8 92.1 67.8 77.1 16.5 4 苊 73.8 74.3 68.7 84.8 89.5 82.1 78.9 10.0 5 芴 96.1 68.5 80.8 89.8 83.9 90.3 84.9 11.3 6 菲 97.6 94.6 95.6 101.8 111.1 97.1 99.6 6.1 7 蒽 89.4 72.9 66.2 78.8 82.5 83.9 79.0 10.5 8 荧蒽 103.0 93.5 100.1 113.5 92.3 131.8 105.7 14.1 9 芘 108.9 78.2 101.7 113.3 75.2 73.5 91.8 19.8 10 4，4'-三联苯-d14(替代物) 82.1 78.1 83.4 103.6 79.3 74.1 83.5 12.5 11 苯并[a]蒽 109.5 89.5 96.5 99.3 86.8 100.0 96.9 8.4 12 䓛 107.5 84.0 83.2 90.7 80.6 86.8 88.8 11，0 13 苯并[b]荧蒽 94.3 92.2 88.0 105.1 107.6 95.2 97.1 7.9 14 苯并[k]荧蒽 92.7 93.4 85.9 104.3 105.0 95.9 96.2 7.6 15 苯并[a]芘 102.4 101.8 77.0 105.0 72.9 103.2 93.7 15.6 16 茚苯[1，2，3-c，d]芘 82.5 82.3 117.3 62.2 91.2 64.5 83.3 24.1 17 二苯并[a，h]蒽 93.6 82.9 64.9 68.6 103.9 67.3 80.2 20.0 18 苯并[g，h，i]菲 111.7 103.0 71.4 71.7 92.8 77.8 88.1 19.3 ( 地址： 北 京顺义区区港工业区B区安庆大街6号 ) 5.结论 在本次实验中，使用全自动高效压力溶剂萃取系统 Flex-HPSE 和 SPE 1000全自动固相萃取系统对土壤中的多环芳烃进行萃取、净化，整个实验过程用时短、节省人力，并且在后续浓缩步骤中，无需转移样品提取液，减少了目标物损失。由表2和表3可知，本次实验结果：土壤中16种多环芳烃加标浓度为 0.1mg/kg 的样品回收率为 60.9%~91.3%， RSD 为3.8%~15.3%，替代物回收率为2-氟联苯57.6%、4，4'-三联苯-d1476.8%， RSD 分别为7.6%和10.1%；加标浓度为 5pg/kg 的样品回收率为63.2%~105.7%， RSD 为 6.1%~24.1%，替代物回收率为2-氟联苯69.4%、4，4'-三联苯-d14 83.5%， RSD分别为8.1%和12.5%，符合检测方法要求。 综上所述， Flex-HPSE 全自动高效压力溶剂萃取系统在实验中保证良好的回收率和平行性的同时，实现了自动化，减少了人力使用，提高了实验效率。 ( 参考文献： ) 1、HJ805-2016土壤和沉积物多环芳烃的测定气相色谱-质谱法 ( 撰稿人： ：WWW ) 审稿人： LN WX ZN SLPJJ Your Lab， Our Tech www.labtechgroup.com 北京莱伯泰科仪器股份有限公司传真： 北京莱伯泰科仪器股份有限公司地址：北京顺义区空港工业区B区安庆大街号电话：真： 多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是煤、石油、木材、烟草、有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物，是重要的环境和食品污染物。迄今已发现有200多种PAHs，其中有相当部分具有致癌性，如苯并[a]芘，苯并[a]蒽等。PAHs广泛分布于环境中，可以在我们生活的每一个角落发现，任何有有机物加工、废弃、燃烧或使用的地方都有可能产生多环芳烃。随着样品前处理技术的不断革新，土壤中多环芳烃的提取方法也在不断推陈出新，ASE（加速溶剂萃取）作为其中一种被广泛使用的技术，具有有机溶剂用量少、快速、基质影响小、回收率高和重现性好的特点。目前市场上大部分加速溶剂萃取仪，每次萃取样品中间都需要手动更换萃取罐以及系统清洗等操作，无法实现自动化，降低了实验效率，本次实验使用的莱伯泰科Flex-HPSE 全自动高效压力溶剂萃取系统能够实现自动更换萃取罐，可连续萃取30个样品，大大提高了萃取效率。本实验参考环境标准HJ 805-2016土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法，建立了土壤中16种多环芳烃由萃取、净化到检测的一整套方案。