索氏提取-氣相色譜法測定土壤中21種酚類化合物

鐘生輝

(廣東省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心，廣東 廣州 510080)

酚類化合物是一類具有致癌、致畸的環(huán)境污染物[1]，其主要來源于煉焦、印染、造紙工業(yè)、氯代苯氧酸、苯氧羧酸類除草劑以及有機(jī)磷農(nóng)藥等的降解[2]。在適當(dāng)條件下，酚類化合物通過空氣和水傳播進(jìn)入土壤中，被土壤吸附并富集，造成生態(tài)系統(tǒng)的失衡，進(jìn)而引起農(nóng)作物的產(chǎn)量以及品質(zhì)的下降。酚類化合物的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，一旦進(jìn)入到環(huán)境中將會(huì)造成長期的危害，其對(duì)土壤的污染將嚴(yán)重威脅人類健康[3]。

酚類化合物在土壤中的含量較低，對(duì)于提取及分析的方法都有較高的要求。目前，酚類化合物的提取方式主要有：索氏提取、加壓流體萃取、微波萃取等[4]。其中，索氏提取操作簡便且提取效率高，易于大批量樣品提取，可一次性架設(shè)多個(gè)樣品，待提取時(shí)間完成后一次性同時(shí)對(duì)提取樣品進(jìn)行后處理。環(huán)境監(jiān)測中對(duì)水體污染物中的酚類化合物的關(guān)注度逐漸升高，酚類化合物的分析方法中分光光度法最為常見。近年來，也有采用氣相色譜法、液相色譜法、離子色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)酚類化合物進(jìn)行分析測試[4-7]。但對(duì)于土壤中酚類化合物的分析測試方法報(bào)道較少，且多關(guān)注于氯酚如五氯酚等的含量測定，較少涉及其他酚類化合物的分析測試[4]。

本文采用索氏提取-氣相色譜法對(duì)土壤中酚類污染物進(jìn)行測定，本方法針對(duì)的是土壤樣品中的21種酚類化合物的測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

除非特別說明，分析時(shí)均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑，實(shí)驗(yàn)用水為高純水。

無水硫酸鈉(Na2SO4)、氫氧化鈉(NaOH)、濃鹽酸：廣州化學(xué)試劑廠；二氯甲烷(CH2Cl2)、乙酸乙酯(CH3COOC2H5)、正己烷(C6H14)：色譜純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；石英砂(60目)：Sigma化學(xué)試劑公司；pH試紙：廣州化學(xué)試劑廠；氮?dú)?N2)：純度≥99.999%。

21種酚類化合物混標(biāo)：直接購買的有證標(biāo)準(zhǔn)溶液，ρ=1000.0mg/L。

1.2 試樣

土壤樣品按照HJ/T166的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行采集，樣品采集后密閉儲(chǔ)存于棕色玻璃瓶中，應(yīng)盡快分析。若不能及時(shí)分析，應(yīng)冷藏避光保存，保存期為10d，注意避免有機(jī)物干擾。樣品提取液避光冷藏保存，保存期40d。

1.3 分析步驟

1.3.1 脫水

去除樣品中的異物(石子、樹根等)，稱取約10g(精確到0.01g)樣品雙份，一份按照HJ 613測定干物質(zhì)含量(105±5℃烘至恒重)，另一份加入適量無水硫酸鈉研磨均化成流砂狀。

將上述得到的流砂狀試樣全部轉(zhuǎn)移至濾紙筒中包好，置于索氏提取套筒中，加入100ml二氯甲烷與正己烷混合溶劑(2+1(V/V))，索式提取16～18h，回流速率控制在10次/h左右，冷卻后收集所有提取液，待凈化。

1.3.2 凈化

將得到的提取液轉(zhuǎn)入500ml分液漏斗中，加入200ml高純水，用NaOH溶液(濃度為3mol/L)調(diào)節(jié)至pH>12，充分振蕩、靜置，棄去下層有機(jī)相，保留上層水相部分。若有機(jī)相顏色較深，可將凈化次數(shù)適當(dāng)增加至2～3次。將水相部分用鹽酸溶液(濃度為3mol/L)調(diào)節(jié)至pH<2，加入50ml二氯甲烷與乙酸乙酯混合溶劑(4+1(V/V))，充分振蕩、靜置，棄去水相。必要時(shí)，重復(fù)萃取水相2～3次，收集全部有機(jī)相。有機(jī)相經(jīng)過裝有適量無水硫酸鈉的漏斗干燥除水，用二氯甲烷與乙酸乙酯混合溶劑(4+1(V/V))充分淋洗硫酸鈉，合并全部有機(jī)相，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、氮吹濃縮定容至1.0ml，待測。

1.4 儀器分析條件

升溫程序：50℃保持2.0min，以10℃/min的升溫速率升至250℃并保持2.0min。進(jìn)樣口溫度250℃，F(xiàn)ID檢測器溫度260℃，不分流進(jìn)樣方式，進(jìn)樣體積1.0μl。色譜柱流量1.0ml/min，氮?dú)饬髁?5ml/min，氫氣流量40ml/min，空氣流量400ml/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 目標(biāo)化合物定性

樣品分析前，應(yīng)建立保留時(shí)間窗口t±3S。t為初次校準(zhǔn)時(shí)各濃度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)保留時(shí)間的平均值，S為初次校準(zhǔn)時(shí)各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)保留時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)偏差。當(dāng)樣品分析時(shí)，目標(biāo)化合物保留時(shí)間應(yīng)在保留時(shí)間窗口內(nèi)。

2.3 結(jié)果表示

當(dāng)結(jié)果大于等于1.00mg/kg時(shí)，結(jié)果保留三位有效數(shù)字；小于1.00mg/kg時(shí)，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位，對(duì)于難分離物質(zhì)對(duì)其測定結(jié)果為兩者之和。

2.4 方法特征性指標(biāo)確認(rèn)

2.4.1 校準(zhǔn)曲線

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要將購買的21種酚類化合物標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至少5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列點(diǎn)，用于校準(zhǔn)曲線的測定。如樣品含量高，應(yīng)配制高濃度曲線。

2.4.2 分析方法檢出限、精密度和準(zhǔn)確度

對(duì)實(shí)際土壤樣品進(jìn)行三種不同濃度基體加標(biāo)，基體加標(biāo)量分別為0.1mg/kg、1.0mg/kg和2.0mg/kg，每個(gè)濃度7個(gè)平行樣品，全程序試驗(yàn)測定。分別計(jì)算出21種酚類化合物的檢出限以及精密度和準(zhǔn)確度，具體見表1。

表1 酚類化合物的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度

化合物名稱加標(biāo)水平μ(mg/kg)平均加標(biāo)回收率(%)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(%)方法檢出限(mg/kg)檢出下限(mg/kg)2-甲基-4,6-二硝基酚0.10101.95.41.0081.213.52.0080.912.00.020.08五氯酚0.1078.45.81.0087.516.92.0090.516.50.010.04地樂酚0.10113.07.21.0085.712.62.0072.518.40.030.122-環(huán)己基-4,6-二硝基酚0.1093.57.21.0087.912.32.0070.018.90.020.08

3 結(jié)論

建立了索氏提取-氣相色譜法測定土壤中的21種酚類的方法。采用索氏提取的方法，用正己烷/二氯甲烷的混合溶劑作為提取劑，提取液經(jīng)凈化、濃縮、定容后采用GC-FID測定。酚類化合物作為常見污染物的分析，對(duì)環(huán)境評(píng)價(jià)起著重要的作用，筆者建立土壤樣品中酚類化合物的分析方法，在長期的檢測分析工作中取得了良好的效果。