马小杰

摘 要：近年来，环境保护部门要求各地对全国农村土壤质量和场地土壤污染状况展开调查，选择合适的多环芳烃分析方法尤为重要。用于土壤中多环芳烃的提取方法目前主要有索氏提取法、超声提取法、超临界流体萃取、微波辅助萃取、加压流体萃取等方法。高污染的提取物通常需要使用多种净化方法。检测多环芳烃的方法主要有薄层层析荧光光度法、高效液相色谱法、气相色谱质谱法。其中高效液相色谱法可获得较低的检出限，气相色谱质谱法定性能力较好，可排除假阳性。在实际应用过程中，应根据土壤性质和限值要求选择合适的检测方法。

关键词：液相色谱；快速溶剂萃取；多环芳烃

中图分类号：X53 文献标识码：A

多环芳烃指分子中含有两个或两个以上苯环，并且其结构以线性、角状或簇状排列的稠环结构的化合物。环境中的多环芳烃主要来源于含碳化合物的不完全燃烧，以及自然界中存储的石油渗漏、某些植物、微生物的生物合成。多环芳烃性质稳定，在环境中难降解，可在生物体内蓄积，且具有“致癌、致畸、致突变”效应。近年来，环境保护部门要求各地对全国农村土壤质量和场地土壤污染状况展开调查，有机污染物主要包括有机氯农药和多环芳烃，选择和建立合适的多环芳烃分析方法尤为重要。本文对国内外关于多环芳烃的样品前处理和仪器分析方法进行总结评述。

1 提取方法

由于多环芳烃在土壤中的浓度较低，且基体复杂，容易造成干扰，不可直接测定，通常须经过样品前处理后才可以进行上机分析。目前用于土壤中多环芳烃的提取方法主要有索氏提取法、超声提取法、超临界流体萃取、微波辅助萃取、加压流体萃取等方法。

1.1 索氏提取

索氏提取是从固体物质中萃取化合物的一种方法。利用溶剂将固体较长时间浸润而将目标化合物从待测物质中提取出来。萃取前先将固体物质研磨分散，以增加固液接触的面积，放入提取套管中，然后再索氏提取器中用合适的溶剂开始提取。经典索氏提取是全球认可的萃取方法，EPA Method 3540和ISO/DIS 13877都采用索氏提取法提取土壤中半挥发性有机物和多环芳烃，其回收率较高，但需大量有机溶剂，操作繁琐，提取时间较长，一般需16h以上。

1.2 超声波提取

超声波提取法将样品与干燥剂混合后使用专用超声波仪提取样品，用真空过滤法或者离心分离法分离提取液。土壤和底泥中的多环芳烃是美国EPA推荐的方法之一（Method 3550），该方法简单，一般需要几个小时，超声提取法不是非常严格和精确，再提取过程中可能会破坏某些有机物。

1.3 微波辅助萃取

微波辅助萃取是指利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程，其具有萃取效率高、不破坏被测物质、加热均匀、污染小等特点。国外有研究发现，该方法可省略干燥步骤，直接新鲜湿样萃取，因样品中水分不会降低萃取效率，反而提高萃取效率。

1.4 加速溶剂萃取

加速溶剂萃取是在高温、高压下提取固体、半固体物质中目标化合物的前处理方法。多环芳烃提取时的温度一般控制在100℃左右，压力（1500～2000psi）。样品用量一般为1g～30g，将样品与适量干燥剂（无水硫酸钠、粒状硅藻土等）混合，研磨成100-200目，装入不锈钢萃取池中，使样品在设定的温度和压力下静态萃取，萃取液进入接收瓶中。加速溶剂萃取法不仅得到与索氏提取法相当的分析回收率，而且减少了溶剂用量、缩短提取时间（10min～30min）。和样品提取自动化的优点。影响加速溶剂萃取萃取的因素主要是温度和压力。增加温度有利于提高溶质的溶解能力，同时利于溶剂分子向基体中扩散，提高萃取效率。增加压力使溶剂在其沸点以上时仍保持液态，但对萃取回收率和效率的影响不大。商业化加速溶剂萃取可一次提取多个样品。

1.5 超临界流体萃取

超临界流体萃取是近年来发展很快的一种样品提取技术采用SFE方法萃取，只需要10min～60min就能完成。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体。100%CO2超临界萃取对16种环芳烃的低沸点、易挥发化合物的萃取效果好，对高沸点化合物的萃取应在加入改进剂的情况下适当提高萃取温度。超临界流体萃取可不使用有机溶剂，低沸点、易挥发化合物的萃取效果好。由于其设备昂贵，在国内应用并不广泛。

2 净化方式

对土壤样品净化处理可去除提取物种的干扰物和高沸点化合物，土壤多环芳烃提取所用的溶剂是非选择性的，提取液中不仅仅有多环芳烃，还有可能存在有机污染物。因此，必须将提取液进行纯化，以使多环芳烃各组分峰较好的分离，提高色谱分析准确度。土壤中多环芳烃净化方法有吸附色谱法、凝胶渗透净化、硫净化和硫酸/高锰酸钾净化法等。由于土壤基质复杂，应针对不同基质会采取不同的净化方法。高污染的提取物通常需要使用多种净化方法。本文只针对常用的两种方法展开论述。

2.1 吸附色谱法

柱层析净化法常用的填料包括中性氧化鋁、弗罗里土、和硅胶。在多环芳烃的净化和分离方面应用最广的是硅胶柱层析方法，且该方法为EPA标准方法（METHOD 3630）。商品化硅胶小柱在土壤中多环芳烃预处理中也有很广泛地应用，一般使用填料为500mg或者1000mg，节省了填充柱子的时间，使用较为方便，但如果干扰程度较大，仍推荐使用标准层析柱净化法。

2.2 凝胶渗透净化

凝胶净化系统是根据凝胶渗透色谱原理对复杂样品按照分子体积的大小进行分离和分段收集，能有效去除样品中的大分子基质，及小分子干扰物质，提高后续分析的灵敏度与准确性，并且延长了分析柱的使用寿命。凝胶渗透色谱是一种体积排阻净化过程，利用有机溶剂和疏水凝胶分离合成的高分子化合物，将需要分析的物质从干扰物中分离出来。

3 分析方法

目前，检测多环芳烃的方法主要有薄层层析荧光光度法、高效液相色谱法、气相色谱质谱法。

3.1 纸层析荧光法

纸层析荧光法灵敏度较高，但对于分析多组分样品分离效果差，且操作步骤烦琐，不适合批量样品的分析。目前，测定多环芳烃应用最广的分析方法是液相色谱法和气相色谱-质谱法等。

3.2 高效液相色谱

由于高效液相色谱在分离复杂多环芳烃混合物方面的优越性，高效液相色谱测定多环芳烃时，对某些多环芳烃有较高的分辨率和灵敏度。普通的C18柱并不能完全分离16种多环芳烃，很多色谱柱供应厂家推出的多环芳烃专用柱，经过特殊处理，可用于多环芳烃的分析，能够完全分离16种多環芳烃。高效液相色谱具有选择性好、灵敏度高的优点，应用最为普遍，已成为分析多环芳烃的首选方法。常用于多环芳烃的检测器主要有三种：紫外检测器、荧光检测器和二极管矩阵检测器。这三类检测器各有优缺点，可将荧光检测器与其余两类中的一类串联，互为补充。紫外检测器化合物浓度与响应线性程度较好，尤其是对二环和三环化合物的响应较强，如萘、苊、苊烯、芴。不同的多环芳烃，即使是互为同分异构体，其激发光谱和荧光光谱也是互不相同的。所以经过高效液相色谱分离后得到的各个多环芳烃组分的流出物，可用荧光检测器测定。荧光检测器通过设定激发波长和发射波长来优化峰值响应，多环芳烃中沸点较高的化合物荧光特性强，灵敏度高于紫外检测器1个数量级。但荧光检测器对苊烯基本无响应，须配合紫外检测器。二极管矩阵检测（DAD）可以同时给出光谱和色谱谱图，便于组分的定性和定量。

3.3 气相色谱质谱法

气相色谱质谱法使用质谱检测器，可以更好的对基体干扰严重的土壤定性，减少了假阳性的发生。适合于多组分多环芳烃的测定，其缺点是灵敏度比荧光法低。

结语

随着社会工业化程度的提高，多环芳烃的污染已成为世界各国共同关注的问题。因多环芳烃在土壤中浓度较低，一般需要萃取富集，然后上机分析。传统提取方法如索氏提取的提取效率较高，由于其操作简单且不需要特殊的仪器一直被广泛的应用。但其提取时间长，自动化程度较低，而快速溶剂萃取、超临界流体萃取，提取速度快，效率高，使用有机溶剂少，是未来多环芳烃提取的发展方向。为减少土壤中其它化合物的干扰，提高分析准确度，需对提取后的样品净化。由于土壤基质复杂，一般会针对不同基质会采取不同的净化方法。高污染的提取物通常需要使用多种净化方法。检测多环芳烃的方法主要有薄层层析荧光光度法、高效液相色谱法、气相色谱质谱法。其中高效液相色谱法可获得较低的检出限，气相色谱质谱法定性能力较好，可排除假阳性。在实际应用过程中，应根据土壤性质，限值要求选择合适的检测方法。

参考文献

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