RP-HPLC测定土壤中的PAHs

王元飞 0 2020-05-27

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美国EPA推荐应用GC/MS法测定土壤中的多环芳烃,但由于其检测时间长,检测成本高,应用并不十分广泛.

美国EPA推荐应用GC/MS法测定土壤中的多环芳烃，但由于其检测时间长，检测成本高，应用并不十分广泛。本文结合国家标准，简化并优化了一套适用于土壤中多环芳烃的检测方法，采用反相高效液相色谱法，缩短了检测时间，并有针对性地对16种PAHs进行特别考察，结果表明适用于现阶段研发及生产的需求。

多环芳烃（简称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源之一。迄今为止发现有200多种PAHs，其中最具有代表性的16种PAHs是：萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并（a）蒽、屈、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、茚并（1,2,3-cd）芘、二苯并（a，h）蒽、苯并（ghi）。

PAHs来源于工业工艺过程、缺氧燃烧、垃圾焚烧和填埋、食品制造、漏油事件等。作为强致癌物质，PAHs在土壤中沉积，不仅污染了环境，还在一定程度上破坏了耕地。人们通过微生物修复、SVE、常温解析、土壤堆肥、高温裂解等方式对污染土壤进行修复。然而，PAHs以其复杂的分子结构，强致癌性，为土壤修复带来了一定的难度。因此，确立适合的检测方法十分必要。

检测PAHs的方法很多，从最早的柱吸附色谱、纸色谱、薄层色谱和凝胶渗透色谱发展到现在的气相色谱、反相高效液相色谱。本文采用反相高效液相色谱法，缩短了检测时间，并有针对性地对16种PAHs进行了特别考察。

实验部分

本文采用了一套固相萃取-反相高效液相色谱法对土壤中的多环芳烃进行检测，并通过重复性验证、加标回收等质量控制手段，证实了该方法的精准性。

实验仪器

Agilent 1200高效液相色谱、紫外和荧光串联检测器、PAH柱（4.6×250mm）、固相萃取仪、氮吹仪、超声清洗器。

色谱条件

梯度洗脱程序：65%乙腈+35%水，保持27min，以2.5%乙腈/min的增量至100%乙腈，保持至出峰完毕。流动相流量：1.2ml/min；紫外检测器波长：224nm；荧光检测器波长：λex280nm，λem340nm；20min后，λex300nm，λem430nm。

样品前处理

取土壤样品30.0g于250ml碘量瓶中，加入50ml二氯甲烷/丙酮（1+1），用超声波清洗器超声30min，静置，再将浸提液通过无水硫酸钠柱以除去水分，重复上述过程。将收集得到的浸提液用氮吹仪浓缩至1ml。将固相萃取小柱放置于固相萃取器上，用4ml二氯甲烷/丙酮（1+1）冲洗固相萃取小柱，再用10ml丙酮平衡固相萃取小柱，然后将浓缩后的样品加到柱上，用约3ml丙酮分3次洗涤装样品的容器，将洗涤液一并加到柱上，弃去流出溶剂。被测定的样品吸附于柱上，用10ml二氯甲烷/丙酮（1+1）洗涤吸附固相萃取柱，收集洗脱液于氮吹管中，浓缩至0.5ml，加入3ml乙腈，再浓缩并定容至0.5ml，将样品装入瓶中上机检测。

标线建立

根据前文所述的色谱条件，建立方法与序列，利用购得的16种PAHs混标样，配制0.1、0.1、1、5、10mg/L等5种浓度的标准样品，将标准样品按照低浓度到高浓度的顺序依次进样。进样完毕后，根据样品的极性大小与分子结构判断出保留时间的前后关系，在色谱图上对相应的样品进行定性，选择保留时间相近的样品，通过峰面积的大小进行定量分析，最后拟合出标准曲线，计算出线性相关系数。

样品检测

将处理好的土壤样品装入样品瓶中，调用上述分析方法，进行分析。样品运行完毕后，系统会自动积分计算得出浸出液的浓度，并根据公式计算得出土壤中污染物的浓度。

结果与讨论

重复性、线性关系、检出限及方法扩展不确定度

在所选的色谱条件下，对5mg/L的16种多环芳烃混标溶液连续进样10次，考察得出16种PAHs的组份保留时间的相对标准偏差＜0.1%，色谱峰面积相对标准偏差＜2%，5mg/L标准样品的色谱图如图2所示，线性相关系数＞0.999，检出限（S/N=3）范围是0.002~0.016μg/L，方法扩展不确定度范围（k=2）＜0.110μg/L，曲线的线性范围是0.1~10mg/L。

样品测定及加标回收率实验

样品前处理后进行测定和加标回收率实验，图3为样品色谱图，图4为样品加标回收色谱图，加标量为2μg，回收率在80%~110%之间，满足标准要求，详细数据参见表2。

方法讨论

上述方法系统介绍了测定土壤中多环芳烃的检测方法，运用反相高效液相色谱，通过特定的色谱柱，能够在50min内很好地分离得到16种PAHs的色谱峰。方法重复性好、灵敏度高、有良好的线性、检测结果精准，相对于GC/MS更具有针对性，并降低了检测成本，更适于含多环芳烃污染土壤的检测。

小结

本文开发了一套针对性强、运用广泛的土壤中多环芳烃的检测方法，能够为土壤修复提供技术支持，更好地为环境保护服务。

内容来源：北京生态岛科技有限责任公司

责任编辑：展源

审　　核：何发