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微波萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃

轶辰

2022/10/08
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前处理综合讨论

微波萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃

摘要：本文通过微波萃取的方法提取土壤中的16中多环芳烃组分，萃取液经硅酸镁小柱净化，最后用气相色谱-质谱法测定分析。并进行样品加标实验，16中多环芳烃的加标回收率加标回收率为62.7%~111.4%， RSD为1.6%~6.9%。微波萃取的批处理量远远优于其它的萃取方法，萃取结果回收率高，完全可以满足土壤和沉积物中有机污染物的提取

关键词：微波萃取多环芳烃气相色谱-质谱土壤和沉积物

前言：

多环芳烃化合物是一类全球性的环境污染物，广泛存在于环境及生物体当中。土壤是多环芳烃的常见载体，因此目前土壤中的多环芳烃污染已经比较严重，在工业发达地区尤为突出，所以对土壤中多环芳烃含量的监控也就尤为重要。

微波萃取是近年来发展起来的一种新型的萃取方法，在微波的作用下，实现待测物的分离提取。与常用的索氏提取、超声提取、快速溶剂萃取等方法相比，具有节省溶剂、快速、批处理量大、回收率高、健康环保、可自动控制条件等明显优势。微波萃取也被誉为“绿色分析化学”。

本实验参考方法HJ 805-2016和《全国土壤污染详查》，简要介绍了使用Milestone ETHOS X微波萃取提取土壤中的16种多环芳烃，固相萃取净化，MV5多通道平行浓缩系统浓缩后用气质联用仪进行检测的一整套方法。实验方法简便、回收率较高且平行性良好，适用于土壤中16种多环芳烃的检测。

1、实验部分

1.1仪器与试剂

ETHOS X微波萃取仪；

MultiVap-10平行定量浓缩系统；

7890B气相色谱-5977B质谱联用仪；

16种多环芳烃标准储备液（200μg / mL，溶剂为正己烷）；

二氯甲烷（色谱纯）；

正己烷（色谱纯）；

丙酮（色谱纯）；

丙酮-正己烷混合试剂：1+1；

二氯甲烷-正己烷混合试剂：1+9

硅酸镁净化小柱（LabTech 1000mg/6mL）；

无水硫酸钠；

1.2标准工作液配置

移取100μL的多环芳烃标准储备液至10mL的容量瓶，用正己烷定容至刻度，摇匀。配成浓度2μg/mL的溶液，作为标准工作液。

1.3土壤样品处理

1.3.1 提取与过滤

取研细过筛后的环境土样10g，装填至100mL的微波萃取罐中。同样方法装填好所有萃取罐后，置于微波萃取仪中（可同时萃取24个样品），萃取溶剂为丙酮－正己烷 (1：1，体积比) 混合溶液，微波萃取条件见表1。

表1微波萃取条件

样品量	10g
溶剂种类	正己烷、丙酮（1+1）
溶剂体积	30mL
萃取温度	100°C
萃取时间	15min

萃取完成后，待萃取液降至室温，在玻璃漏斗上垫一层玻璃棉，铺加约5g无水硫酸钠，将萃取液经上述玻璃漏斗过滤脱水，滤液收集至浓缩管中；用少量正己烷-丙酮混合溶剂，对萃取容器和过滤后试样残留物进行不少于3次洗涤，洗涤液转入上述玻璃漏斗，合并萃取液。

1.3.2 浓缩

将收集管置于MV10中，浓缩温度35℃，氮气压力3psi。直接浓缩至2ml左右，待净化。

1.3.3 净化

净化过程采用硅酸镁净化小柱。具体方法如下：

将硅酸镁净化小柱固定在固相萃取装置上，用4ml二氯甲烷淋洗净化小柱，加入5ml正己烷待柱充满后关闭流速控制阀5min，缓慢打开控制阀，继续加入5ml正己烷，在填料暴露于空气之前，关闭控制阀，弃去流出液。将浓缩后的提取液转移至小柱中，用2ml正己烷分三次洗涤浓缩器皿，洗液全部转入小柱中。缓慢打开控制阀，在填料暴露于空气之前关闭控制阀，加入5ml二氯甲烷-正己烷混合溶剂进行洗脱，缓慢打开控制阀待洗脱液浸满净化柱后关闭控制阀，浸润2min，缓缓打开控制阀，继续加入5ml二氯甲烷-正己烷混合溶剂，并收集全部洗脱液。将进化后的试液再次按照浓缩步骤进行浓缩，并定容至1.0ml，混匀后转移至2ml样品瓶中，待测。

1.4样品加标处理

按1.3.1方法装填样品过程中，加1mL的1.2方法所配的标准工作液至100mL的萃取罐中，然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验，样品空白2个，样品加标6个，最后用正己烷定容至1mL，用来测定加标回收率。

1.5 GC/MS检测条件

色谱柱：HP-5MS，30m*0.25mm*0.25μm；进样口温度：280℃；不分流进样；柱流速：1.0mL/min；恒流模式；进样量：1.0μL；柱温：50℃保持3min，以10℃/min升至280℃，保持12min。

电子轰击源（EI）；四极杆温度：150℃；离子源温度：230℃；辅助加热温度：290℃；扫描模式：全扫描；扫描范围：45amu~450amu；溶剂延迟时间：10min。

2、实验结果

2.1多环芳烃标准液总离子流谱图

图1多环芳烃标准液总离子流谱图

2.2 加标样品的总离子流谱图

图2样品加标的总离子流谱图

2.3 加标样品的回收率

表2硅酸镁小柱净化加标样品回收率

名称	硅胶柱净化回收率（%）						平均值（%）	RSD (%)
名称	1	2	3	4	5	6
萘	62.4	63.4	65.7	64.6	67.6	65.4	64.9	2.8
苊烯	65.5	67.3	67.8	69.6	71.2	70.4	68.6	3.1
苊	64.3	64.7	65.7	67.4	66.3	62.6	65.2	2.6
芴	76.4	75.8	78.2	79.6	82.3	81.2	78.9	3.3
菲	91.2	93.5	90.5	94.9	96.5	93.3	93.3	2.4
蒽	82.1	84.3	84.8	86.3	91.4	86.4	85.9	3.6
荧蒽	96.4	98.6	95.3	96.7	99.4	91.5	96.3	2.9
芘	100.3	94.2	90.6	91.3	93.6	94.2	94.0	3.6
苯并[a]蒽	100.2	104.5	99.4	102.6	108.6	108.3	103.9	3.8
屈	94.5	94.7	99.4	92.6	95.4	92.7	94.9	2.6
苯并荧蒽	100.6	102.8	104.3	102.6	100.9	100.3	101.9	1.5
苯并[k]荧蒽	98.4	97.9	104.2	97.4	100.5	102.4	100.1	2.7
苯并[a]芘	97.4	92.7	103.2	99.4	98.4	93.2	97.4	4.1
茚苯[1,2,3-cd]芘	111.3	120.4	115.3	106.3	115.3	106.4	112.5	5.0
二苯并[a, h]蒽	110.3	116.7	97.5	99.6	104.3	105.7	105.7	6.7
苯并[ghi]苝	103.5	110.3	99.4	103.5	104.5	97.5	103.1	4.3

3、结论

由表2可知，微波-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃，加标回收率为64.9%~112.5%， RSD为1.5%~6.7%。本方法测定的样品加标浓度为0.1mg/kg。

综上所述，微博萃取-固相萃取-气质法测定土壤中的16种多环芳烃这一实验中，Milestone的ETHOS X微波萃取仪、莱伯泰科固相萃取系统和MV10多通道平行定量浓缩系统能够高效、稳定地达到实验的要求，可以提供领域范围内的良好应用。

微波萃取特别适合于土壤及沉积物等固体环境样品中有机污染物的提取，因其批处理量大，回收率好，萃取结果不受物质含水量影响、无需干燥前处理，不破坏目标分析物分子结构等优点，问世不久便收到美国、加拿大、法国、英国等国家环保部门的高度重视，并开展了卓有成效的工作。由于微博萃取技术极大的优点和发展潜力，它的应用前景将是十分诱人的。

参考标准：

1、HJ 805-2016 土壤和沉积物多环芳烃的测定气相色谱-质谱法

2、《全国土壤污染详查》