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气相色谱质谱法测定土壤中多环芳烃

2021-10-16

绿色科技 2021年18期
关键词:正己烷芳烃内标

顾 云

(泰科检测科技江苏有限公司,江苏 泰州 225300)

1 引言

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,简称PAHs)是由两个或两个以上的苯环以线性、角状或簇状稠合在一起的芳香型化合物[1~3]。相关文献报道,90%以上的PAHs存在于土壤中,并且绝大多数存在于表层土壤[4,5]。

目前,土壤中PAHs的提取方法主要有加速溶剂萃取[6~11]、超声提取[12]、索氏提取、微波提取[13,14],其中加速溶剂萃取方法应用较为广泛。本文采用加速溶剂萃取(ASE),固相萃取柱净化(SPE),气相色谱质谱法检测,建立一套高效、快速检测土壤中PAHs的分析方法。

2 材料与方法

2.1 仪器与试剂

Agilent 7890B/5977B 气相色谱质谱仪,电子轰击源(EI);色谱柱(HP-5MS毛细管柱,30 m×0.25 mm×0.25 μm,美国);ASE350快速溶剂萃取仪(赛默飞世尔,美国)。

2.2 样品采集

样品的采集参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)和《场地环境监测技术导则》(HJ 25.2-2014)。

土壤样品置于室内阴凉处自然风干、磨碎、过筛及缩分,制备好的土壤样品经过ASE萃取、SPE柱净化、浓缩定容至1 mL,待气相色谱质谱仪检测,内标法定量。

2.3 样品预处理

ASE萃取条件:萃取溶剂为正己烷:丙酮(1+1,v/v),载气压力1.0 MPa,加热温度105 ℃,预加热平衡5 min,静态萃取时间5 min,溶剂淋洗体积60%池体积。

硅胶柱净化:将待净化的提取液加入到活化后的硅胶小柱中,用6 mL正己烷:二氯甲烷(1+1,v/v)洗脱,重复洗脱2次,收集洗脱液,浓缩至1.0 mL以下,加入10 μL 20 mg/L内标标准使用液,定容至1.0 mL,待测。

2.4 样品分析

2.4.1 气相色谱条件

进样口温度:280 ℃;柱温:80 ℃保持2 min,以20 ℃/min速率升至180 ℃,保持5 min,再以10 ℃/min速率升至290 ℃,保持5 min。

进样量:1.0 μL;不分流进样;柱流量:1.0 mL/min(恒流)。

2.4.2 质谱参考条件

电子轰击源(EI);离子源温度:230 ℃;接口温度:280 ℃;四级杆温度:150 ℃;离子化能量:70 eV;溶剂延迟时间:5.0 min;扫描模式:选择离子模式(SIM)。15种多环芳烃及内标物、替代物的定性定量离子见表1。

表1 15种多环芳烃及内标物、替代物的定性和定量离子

3 结果与讨论

3.1 校准曲线的绘制

配制15种PAHs混合标准系列浓度:10.0 μg/L、40.0 μg/L、100 μg/L、200 μg/L、600 μg/L,内标物质量浓度均为200 μg/L,标准曲线见表2。

表2 多环芳烃标准曲线

15种PAHs混合标准系列在10.0~600 μg/L浓度范围内线性较好,相对响应因子的相对标准偏差在2.7%~15.1%,均不超过20%,满足《土壤和沉积物 多环芳烃的测定气相色谱-质谱法》(HJ 805-2016)[15]相关质量控制要求。

按照1.3方法仪器条件下,目标物、内标物及替代物的标准色谱图见图1。

注:1 2-氟联苯、2苊烯、3苊-d10、4苊、5芴、6菲-d10、7菲、8蒽、9荧蒽、10对三联苯-d14、11芘、12苯并[α]蒽、13屈-d12、14屈、15苯并[b]荧蒽、16苯并[k]荧蒽、17苯并[α]芘、18苝-d12、19茚并[1,2,3-c,d]芘、20二苯并[a,h]蒽、21苯并[g,h,i]苝

3.2 检出限、精密度和准确度

15种PAHs方法检出限为0.10~0.22 μg/kg,平均加标回收率为67.0%~93.0%,相对标准偏差为7.6%~13.6%,见表3,均满足《土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法》(HJ 805-2016)相关质量控制要求。说明该方法灵敏度高、准确度高、选择性好,适用于土壤中PAHs的测定。

表3 方法检出限、精密度和准确度

4 结论

采用正己烷:丙酮(1+1,v/v)作为萃取溶剂,提取液经固相萃取硅胶小柱净化,洗脱剂为正己烷:二氯甲烷(1+1,v/v),结果表明:15种PAHs方法检出限为0.10~0.22 μg/kg,平均加标回收率为67.0%~93.0%,相对标准偏差为7.6%~13.6%,见表3,均满足《土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法》(HJ 805-2016)相关质量控制要求。说明该方法灵敏度高、准确度高、选择性好,适用于土壤中PAHs的准确定性及定量分析。

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