高效液相色谱测定16种多环芳烃.docx
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高效液相色谱测定16种多环芳烃
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
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测定前必须净化。
本研究选用硅胶柱进行净化，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。
2．1．4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：
0.08-100mg/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种多环芳烃混合标准液：
美国Supelco公司；实验用水为二次蒸馏水，0.45μm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CaliperTurbovap
。
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：
取保存于干净棕色瓶内，避光风干后过100目筛的24ｇ样品装入33ｍL加速溶剂提取仪萃取池中，提取温度100℃，压强1500psi，1∶1二氯甲烷和丙酮静态提取5min。
提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1mL注射器取定容样品液过0.45μm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[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280nm，激发波长为389nm；梯度洗脱条件见下表。
表梯度洗脱条件
时间/min
水/%
乙睛/%
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42min，适宜进行常规分析。
1-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；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0.08,0.4,2,10mg/L的工作标准溶液，作工作曲线如下图。
浓度范围在0.08-10mg/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16种PAHs同时测试。
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
0.9998
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
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，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
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：
土壤样品PAHs的测定结果
多环芳烃名称
浓度
/mg·Kg-1
RSD
/%
回收率
/%
检出限
/mg·Kg-1
萘
0．82
7.23
58
0.014
苊烯
L
3.42
63
0.021
苊
0．34
5.67
67
0.036
芴
L
4.76
78
0.0029
菲
0．14
5.12
82
0.00078
蒽
0．076
3.24
92
0.00014
荧蒽
0．37
3.28
98
0.0016
芘
0．37
2.26
95
0.0049
苯并（a）蒽
0．35
3.36
96
0.0019
苯并菲
0．28
4.13
92
0.0019
苯并（b）荧蒽
0．15
5.32
106
0.0018
苯并（k）荧蒽
0．028
2.45
104
0.0023
苯并（a）芘
0．069
2.63
91
0.0026
二苯并（a,h）荧蒽
0．24
3.62
78
0.011
苯并（g,h,i）苝
L
2.48
84
0.0081
茚并（1,2,3）芘
0．063
3.71
82
0.0034
9.3不同标准物质间的比对
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±4.4
308.8±4.6
347.5±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。
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