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索氏提取-液相色谱法测定土壤中邻苯二甲酸酯类物质

2011-11-04李云木子刘清辉

地质学刊 2011年1期
关键词:索氏酯类邻苯二甲酸

曹 攽,马 军,李云木子,刘清辉

(浙江省地质矿产研究所,浙江 杭州 310007)

索氏提取-液相色谱法测定土壤中邻苯二甲酸酯类物质

曹 攽,马 军,李云木子,刘清辉

(浙江省地质矿产研究所,浙江 杭州 310007)

采用索氏提取-固相萃取柱净化分离、高效液相色谱测定土壤中6种邻苯二甲酸酯类物质。利用正交试验对影响加标回收率的3个主要因素(萃取溶剂比例、萃取时间和萃取温度)进行了优化。方法回收率为95.3%~108.0%,相对标准偏差为0.83%~3.53%。并对实际土壤样品进行了测定。

邻苯二甲酸酯类物质;HPLC;土壤

0 引言

邻苯二甲酸酯类(PAEs)是一种化学添加剂,作为塑料增塑剂广泛存在于多种家居用品中,多用于保持产品香味、增强颜色和柔韧度。DEHP常用于制作聚氯乙烯,DBP常存在于胶水、染料和纺织品中。通常,邻苯二甲酸酯类存在于土壤,底泥,生物等环境样品中,研究发现,邻苯二甲酸酯类可能影响胎儿和婴幼儿体内激素分泌,对生殖系统造成影响,还可能致使孕妇早产(林兴桃等,2003;齐文启等,2001;邱东菇等,2000;出云谕明,1999;甘家安等,1995)。由于邻苯二甲酸酯类的大量使用对生态环境造成了污染,国内外已将此类化合物列为优先控制污染物。我国将邻苯二甲酸酯类中的DMP、DBP和DOP列入优先控制污染物黑名单。

由于土壤样品的基体复杂,所含干扰物质较多,所以在测定前有效提取样品中的邻苯二甲酸酯(孟平蕊等,1996;邢志贤等,2009)是至关重要的。索氏提取是经典的前处理方法,具有准确度高、重现性和回收率好等特点。笔者建立一个索氏提取-反相高效液相色谱法测定土壤中六种邻苯二甲酸酯的分析方法,该方法灵敏度高、分析时间短,高效液相色谱仪分析7种邻苯二甲酸酯仅用12min,检出限低,精密度高,完全满足日常检测工作的需要(李波平等,2008;贾丽等,2004;张蕴晖等,2003)。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

高效液相色谱(920-LC)带二极管阵列(PDA)检测器(HPLC,美国varian公司);LABOROTA 4000旋转蒸发仪(德国海道尔夫公司);LBM-1J氮吹仪(北京莱伯曼公司)。固相萃取小柱:Cleanert ODSSPE(C18封端,1g/6mL)(Agela Technologies公司,天津)。

邻苯二甲酸酯混合标准溶液(美国AccuStandard公司,1 000mg/L);邻苯二甲酸二苯酯(美国AccuStandard公司,100mg/L);邻苯二甲酸二甲酯(DMP),邻苯二甲酸二乙酯(DEP),邻苯二甲酸苯基丁基酯(BBP),邻苯二甲酸二丁酯(DBP),邻苯二甲酸二(2-乙基己基酯)(DEHP),邻苯二甲酸二苯酯(DPP,替代物)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)单个标准溶液(国家标物中心)。

正己烷、乙腈、甲醇、丙酮、二氯甲烷(TEDIA公司,农残级)。无水硫酸钠和氯化钠,450℃马弗炉烘4h,冷却后存放在干燥器中备用。

1.2 色谱条件

反相分析柱:Pursuit XRs C1850mm×2.0mm×2.8μm不锈钢柱;流动相为A:水;B:乙腈;梯度洗脱程序见表1;流速:0.2mL/min;柱温:35℃;紫外波长:225nm;进样量:2μL。

表1 梯度洗脱程序

1.3 实验方法

将采集的土壤样品自然风干、磨碎、过60目(0.3mm)筛。称取10.00g土壤样品(研磨后),加入5.00g无水硫酸钠,混合均匀,用净化过的滤纸封好,置于索氏提取容器中。加入5μg替代物(邻苯二甲酸二苯酯),80mL正己烷/丙酮混合液作溶剂(体积比为1∶1)置于平底烧瓶中,抽提到设定的时间。收集提取液,旋转蒸发,氮吹至5mL,待柱层析净化。如样品不需要净化则直接定容1mL,进样分析。

用5mL含10%丙酮的正己烷溶液和5mL正己烷淋洗净化柱并弃去该溶液,将样品浓缩液转移到小柱上,用8mL正己烷淋洗液分4次洗涤烧瓶,将洗涤液转移到净化柱上,用10mL正己烷溶液淋洗小柱,淋洗液收集于KD瓶中,浓缩至2mL左右,换成甲醇相,用氮气吹至1mL定容,供高效液相色谱测定。

2 实验结果与讨论

2.1 不同萃取溶剂对回收率的影响

文献中报道(马继平等,2009)萃取邻苯二甲酸酯一般选用二氯甲烷、甲醇等溶剂,在EPA 3500方法中采用正己烷/丙酮混合溶剂和二氯甲烷/丙酮混合溶剂提取固体样品中的邻苯二甲酸酯,效果较好。笔者选择了4种不同的萃取剂,分别为正己烷/丙酮(体积比1∶1)、二氯甲烷、乙酸乙酯和甲醇,考察萃取剂种类的不同对回收率的影响(表2)。

表2中数据是3次数据的平均值,且每组都有1个空白试验。从表中回收率数据看,对于DEP来说,乙酸乙酯作为溶剂的效果好些,而另6种邻苯二甲酸酯在正己烷/丙酮(体积比1∶1)作为溶剂时,回收率较好。因为土壤基体比较复杂,有较多的干扰物质,并且体系中邻苯二甲酸酯种类多,溶剂正己烷/丙酮(体积比为1∶1)比乙酸乙酯更适合于土壤中邻苯二甲酸酯的提取。因此,选择正己烷/丙酮(体积比为1∶1)作为试验萃取剂。

表2 萃取溶剂对回收率的影响

2.2 索氏萃取PAEs的条件优化

以正己烷/丙酮为萃取剂,采用3因素3水平正交试验方法,考察了萃取温度、萃取溶剂比例和萃取时间3个因素对索氏提取6种邻苯二甲酸酯效率的影响。每个因素均取3个水平,萃取温度分别为40℃、45℃、50℃,萃取溶剂比例分别为正己烷/丙酮(体积比1∶1)、正己烷/丙酮(体积比1∶3)、正己烷/丙酮(体积比3∶1),萃取时间 4h、6h、8h。试验结果见表3、表4和表5。

表3 PAEs正交试验方案

表4 PAEs正交试验的回收率

表5 PAEs回收率的极差分析结果

从表4中回收率可知,索氏提取的最佳条件是:萃取温度50℃,萃取溶剂正己烷/丙酮体积比为1∶1,萃取时间8h。萃取温度对萃取效率的影响最明显,回收率随萃取温度增高而增大。萃取溶剂比例影响次之,回收率随丙酮比例增加而增大,但再增大丙酮比例后,回收率下降,因此,选择正己烷∶丙酮为1∶1。萃取时间影响最小,DMP和DEP回收率随萃取时间增加而增大,采用萃取时间为8h。

2.3 方法的线性关系

配制浓度 0.5,1,5,10,50mg/L 的 6 种邻苯二甲酸酯混合标准溶液和邻苯二甲酸二苯酯的标准溶液在色谱条件下进样2μL,根据测得的峰面积与其对应的邻苯二甲酸酯的质量浓度进行线性回归(表6)。

表6 邻苯二甲酸酯的线性方程和相关系数

2.4 方法的精密度、准确度和检出限

按试验方法对7个空白加标土壤样品进行处理与测定,回收率、精密度和检出限结果见表7。样品定量分析采用外标法定量。

表7 方法精密度、加标回收率和检出限(n=7)

2.5 标准物质色谱图

7种邻苯二甲酸酯类的标准溶液色谱图见图1。全部出峰时间仅需要12min,分离度高且方法重现性及回收率好。

2.6 实际样品的测定

应用本试验方法,对当地实际土壤样品进行测定。结果见表8,土壤中含有少量的DMP、DBP和DEHP邻苯二甲酸酯类物质。

图1 紫外检测7种邻苯二甲酸酯液相色谱图

表8 当地实际土样分析结果

3 结语

综上所述,采用索氏法提取提取土壤中的邻苯二甲酸酯类物质,应用带紫外检测器的高效液相色谱法对6种邻苯二甲酸酯类物质进行检测,灵敏度高、分析时间短,以快速有效的检测特色来满足日常工作的要求。

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Determination of phthalic acid esters in soils by soxhlet technology-high precision liquid chromatography

CAO Ban,MA Jun,Liyun-Muzi,LIU Qing-hui

(Zhejiang Institute of Geology and Mineral Resources,Hangzhou 310007,China)

Six kinds of phthalic acid esters in soils were determined by soxhlet technology-solid phase extraction column purification separation,high precision liquid chromatography.Optimization was conducted for the three main factors(extraction solvent proportion,extraction time and temperature)that would affect recovery rate by orthogonal test.The recovery rate for the method was within the range of 95.3% ~108.0%,relative standard deviation 0.83% ~3.53%.The practical soil samples were detected.

Phthalic acid esters;High precision liquid chromatography(HPLC);Soils

P575

A

1674-3636(2011)01-0073-05

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.01.73

2010-09-13;

2010-10-18;编辑:侯鹏飞

浙江省科技计划项目“土壤中邻苯二甲酸酯类的高效液相色谱测定方法研究”(2009F70062)资助

曹攽(1981—),女,工程师,硕士,从事环境有机物分析,E-mail:caob1203@sina.com

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