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1、湖 南 省 环 境 监 测 中 心 站分析方法验证报告方法名称：高效液相色谱法测定土壤中16 种多环芳烃研究人员： 黄 东 勤二七年六 月 十 日1 高效液相色谱法测定土壤中16 种多环芳烃1. 前言多环芳烃（简称PAHs ）主要是有机物在高温下不完全燃烧而产生，广泛存在于土壤、水等自然环境和各种食品中。其中萘、芘等16 种 PAHs因具有致畸、致癌和致突变作用而被视为最严重的有机污染物类型之一。国家环保总局推荐用高效液相色谱法（HPLC ）测定饮用水、地下水、湖水、河水及工业废水中的PAHs ，但对土壤中PAHs的测定方法未作介绍。由于土壤样品基体复杂，PAHs的浓度很低且稳定性差，因此需要
2、对样品进行预处理以富集待测组分，提高检测的灵敏度并降低检测限。目前国内对PAHs土壤样品的处理多用索氏提取法或微波萃取法，本文研究用加速溶剂萃取土壤中的16 种 PAHs ，提出最佳技术参数，并对实际土壤样品进行测定。2. 方法原理及适用范围2.1 原理2.1 1 萃取： 加速溶剂萃取仪是一台可从各种固体或半固体样品中萃取有机组分的自动系统。 该方法通过提高溶剂温度加速传统的萃取处理。在萃取池中加压以使萃取过程中萃取池中填充的溶剂始终处于液体状态。加热后，提取物从样品池中冲到收集瓶中以备分析使用。2.1 2 过柱淋洗： 用加速溶剂提取获得的土壤提取液为黄褐色粘稠液体，基体复杂，在用 HPLC
3、测定前必须净化。 本研究选用硅胶柱进2 行净化，以溶剂正己烷：二氯甲烷= 3：2 进行洗脱。2.1 3 氮吹： 氮吹进行溶剂转化。214 色谱分离原理 ：HPLC 是利用样品中的溶质在固定相和流动相之间分配系数的不同， 进行连续的无数次的交换和分配而达到分离的过程。2.2 适用范围本方法测定 16 种多环芳烃 , 适用于土壤等复杂基体物质。 对于饮用水、地下水和地表水以及生活污水和工业污水。第一步前处理条件有待实验，其余过程均可适用。2.2.1 仪器适用范围： 0.08-100 m g /L。每小时能测定1 个样品。3. 试剂和材料乙睛、二氯甲烷、正己烷、丙酮、甲醇均为色谱纯；16 种多环芳烃
4、混合标准液： 美国 Supelco公司；实验用水为二次蒸馏水， 0.45m膜过滤；商用硅胶柱（ 1g，6mL） ；水系过滤头； 1mL 一次性注射器。4. 仪器设备4.1 高效液相色谱仪： LC-10AVP型，日本岛津公司。4.2 加速溶剂提取仪：戴安ASE200 。4.3 氮吹仪：哈西 Caliper Turbovap II。4.4 超声波发生器。5. 试样与标准样品的制备5.1 试样的制备5.1 1 萃取：3 取保存于干净棕色瓶内，避光风干后过100 目筛的 24样品装入 33L 加速溶剂提取仪萃取池中， 提取温度 100，压强 1500psi ，11 二氯甲烷和丙酮静态提取5min。 提
5、取液保存于收集瓶中以备用。5.1 2 过柱淋洗量取 10mL提取液，然后过无水硫酸钠，用硅胶柱净化。之后再用 3：2 正己烷和二氯甲烷淋洗液淋洗，淋洗速度为1ml/min 。收集淋洗液。5.1 3 氮吹：高纯氮气吹扫浓缩，用甲醇定容至1mL 。用 1 mL 注射器取定容样品液过 0.45m膜后待测。5.2 标准溶液的制备采用美国 Supelco 公司制备的 16 种多环芳烃混合标准液；其原标准溶液浓度分别如下：多环芳烃分析项目浓度（单位ug/mL ）多环芳烃分析项目浓度（单位ug/mL ）萘1000 苯并 a蒽100 苊烯2000 苯并菲200 苊1000 苯并 b 荧蒽200 芴200 苯并
6、 k 荧蒽100 菲100 苯并 a 芘100 蒽100 二苯并 a.b蒽200 荧蒽200 苯并 ghi 苝200 芘100 茚并 1,2,3-cd 芘100 以甲醇作介质， 采用逐级稀释法， 分别得到 0.0008 倍、0.004倍、0.02 倍、0.1 倍的原标准浓度溶液。此4 种溶液作为标准溶4 液保存于棕色瓶中。6. 仪器分析条件6.1 色谱条件柱温为 20；流动相为水 / 乙睛；流速为1.0mL/min；进样量为 10uL； 紫外检测器的波长为254nm ； 荧光检测器发射波长为280 nm ，激发波长为 389 nm；梯度洗脱条件见下表。表梯度洗脱条件 时间/min 水/% 乙睛
7、/% 0 40 60 1 40 60 20 0 100 42 0 100 50 40 60 60 40 60 6.2色谱分离图下图显示了在最佳梯度洗脱条件下，标准溶液中 16 种 PAHs的分离情况。从图中可以看出，各色谱峰对称性好，无拖尾现象，便于分辨。柱平衡时间较短，完全分离16 种 PAHs的色谱周期为42 min，适宜进行常规分析。5 0.010.0150.02324064562448AUt / min8160.005123457891011121314156161- 萘；2- 苊烯； 3-苊； 4-芴； 5-菲； 6- 蒽；7-荧蒽； 8-芘； 9-苯并 (a) 蒽； 10-苯并菲；
8、11-苯并(b) 荧蒽；12-苯并(k) 荧蒽；13-苯并(a) 芘；14-二苯并 (a,h) 荧蒽;15- 苯并(g,h,i)苝;16- 茚并(1,2,3)芘图 16 种 PAHs色谱图7. 数据的分析与计算：7.1 通过分析标准溶液。系统以采集到的标准溶液的峰面积和其浓度，一定条件下，由于浓度与峰面积成正比例，可以计算出标准曲线。利用标准曲线，采用外标法可以计算出所进样品的浓度。7.2 方法的线性范围检验配制浓度为 0.08,0.4,2,10 mg/L 的工作标准溶液，作工作曲线如下图。浓度范围在0.08-10 mg/L具有很好的线性关系，其相关系数均可以达到 0.999 以上，可以满足
9、16 种 PAHs同时测试。6 多环芳烃名称标准曲线）相关系数多环芳烃名称标准曲线）相关系数萘y = 12716x + 124.61 0.9999 苯并 a蒽y = 87962x + 294.2 0.9999 苊烯y = 9105.2x + 127.29 1 苯并菲y = 67117x + 704.98 0.9996 苊y = 5209.8x + 90.515 0.9995 苯并 b 荧蒽y = 100218x + 220.22 1 芴y = 59296x + 243.89 1 苯并 k 荧蒽y = 75388x + 262.31 0.9999 菲y = 156697x + 773.42 0.
10、9998 苯并 a 芘y = 74483x + 91.71 0.9998 蒽y = 324068x + 1546.8 0.9998 二苯并 a.b蒽y = 19734x - 178.72 0.9999 荧蒽y = 38828x + 1388.5 0.9994 苯并 ghi 苝y = 32681x - 648.44 0.9995 芘y = 37539x + 163.84 0.9997 茚并 1,2,3-cd 芘y = 94634x - 1216. 0.9999 7 8. 方法的检出限根据色谱的最小检测限指检测器恰能产生与噪声相区别的响应信号时所需进入色谱柱的物质的最小量，一般为恰能辩别的响应信号
11、，最小为噪声的两倍。最小检测限指最小检测量单位体积所对应的浓度。16 种 PAHS 的方法检测限分别是：多环芳烃分析项目方法检测限（单位 mg/kg 多环芳烃分析项目方法检测限（单位 mg/kg 萘0.014 苯并 a蒽0.0019 苊烯0.021 苯并菲0.0019 苊0.036 苯并 b 荧蒽0.0018 芴0.0029 苯并 k 荧蒽0.0023 菲0.00078 苯并 a 芘0.0026 蒽0.00014 二苯并 a.b蒽0.011 荧蒽0.0016 苯并 ghi 苝0.0081 芘0.0049 茚并 1,2,3-cd 芘0.0034 9. 精密度和准确度9.1 以石英砂作空白， 6
12、次空白加标回收率如下：多环芳烃分析项目回收率RSD 多环芳烃分析项目回收率RSD 萘61 6.53 苯并 a蒽103 3.21 苊烯62 4.11 苯并菲89 3.84 苊69 5.46 苯并 b 荧蒽112 4.62 芴71 5.16 苯并 k 荧蒽108 2.34 菲82 4.18 苯并 a 芘96 2.78 蒽94 3.14 二苯并 a.b蒽84 3.11 荧蒽105 3.22 苯并 ghi 苝79 2.84 芘98 2.87 茚并 1,2,3-cd 芘86 3.25 8 9.2 精密度和加标回收实验6 个平行土壤样品的平均浓度、标准差，根据加标样品计算的回收率见下表：9.3 不同标准物
13、质间的比对作为对比，取国家标样进行测定国家标样测定值及结果分析标样编号芴(mg/L) 菲(mg/L) 荧蒽 (mg/L) GSB07-1046-1999 标样保证值 (mg/L)306.8 4.4308.8 4.6347.5 2.9测得值306.4 308.6 355.3 由上表可见 , 实际测定值与标样的值之间的误差较小。土壤样品 PAHs的测定结果多环芳烃名称浓度/mgKg-1RSD /% 回收率 /% 检出限/mgKg-1萘082 7.23 58 0.014 苊烯L 3.42 63 0.021 苊034 5.67 67 0.036 芴L 4.76 78 0.0029 菲014 5.12 82 0.00078 蒽0076 3.24 92 0.00014 荧蒽037 3.28 98 0.0016 芘037 2.26 95 0.0049 苯并 (a)蒽035 3.36 96 0.0019 苯并菲028 4.13 92 0.0019 苯并 (b)荧蒽015 5.32 106 0.0018 苯并 (k)荧蒽0028 2.45 104 0.0023 苯并 (a) 芘0069 2.63 91 0.0026 二苯并 (a,h) 荧蒽024 3.62 78 0.011 苯并 (g,h,i)苝L 2.48 84 0.0081 茚并 (1,2,3)芘0063 3.71 82 0.0034 9
