氣相色譜法快速測定石油烴總量(C10～C40)

何 煦 , 關 昕 , 孟祥朋 , 吳春華 , 鐘立民

(1.華北地質勘查局五一四地質大隊,河北 承德 067000; 2.承德石油高等專科學校,河北 承德 067000)

引 言

石油是一種含有多種烴類及少量其他有機物的復雜混合物。其中苯系物、多環芳烴多為毒性較大且疑有“三致”效應的有機物質，石油烴可在介質中遷移，因此可從泄露源向土壤、地下水和空氣中遷移，造成污染面積的擴大，影響污染源周邊環境[1]。

我國目前主要的石油烴總量的測定方法是《土壤和沉積物 石油烴(C10～C40)的測定 氣相色譜法》(HJ1021-2019)[2]，其每針的測定時間在40 min左右，測定時間較長，當項目樣品數量較多時，實驗室一般采取增加實驗儀器數量來及時完成檢測，大大提高了實驗室的運營成本。基于提高檢測效率、降低分析成本，通過FID檢測器的氣象色譜儀建立了一種石油(C10～C40)總量的快速測試方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

Trace1300型氣相色譜儀，美國賽默飛世爾有限公司；E916型快速溶劑萃取儀，瑞士布琦公司；ATRS8型平行濃縮儀，SPE-12固相萃取儀。

正己烷，色譜級，品牌CNW；丙酮，色譜級，品牌CNW；二氯甲烷，色譜級，品牌CNW；硅酸鎂柱，品牌CNW,1 000 mg/L,6 mL；市售石油烴(C10～C40)標準溶液，質量濃度1 000 mg/L；硅藻土，分析純，品牌CNW；無水硫酸鈉，優級純，天津科密歐。

1.2 樣品采集與制備

根據《土壤環境監測技術規范》布點及樣品采集。樣品采集后，4 ℃以下密封避光保存，7 d內完成提取，提取液4 ℃以下密封避光保存，于40 d內完成分析。

新鮮樣品去除樣品中異物，稱取10 g樣品加入一定量的硅藻土混勻，用快速溶劑萃取儀，萃取劑為正己烷+丙酮溶液(1:1)，在100 ℃、10 MPa條件下進行加壓流體萃取。提取液經平行濃縮儀以水浴溫度30 ℃，氮氣壓力0.4 kPa條件下進行濃縮，定容至1 mL，待測。

若基質復雜或動植物油類含量較高，需將提取液通過硅酸鎂柱凈化。凈化條件為：依次用10 mL正已烷-二氯甲烷混合溶劑、10 mL正已烷活化硅酸鎂凈化柱。待柱上正已烷近干時，將濃縮液全部轉移至凈化柱中，開始收集流出液,用約2 mL正已烷洗滌濃縮液收集裝置，轉移至凈化柱，再用12 mL正己烷淋洗凈化柱，收集淋洗液，與流出液合并，濃縮至1.0 mL，待測。

1.3 儀器條件

氣相色譜柱：DB-5 30 m×0.25 mm×0.25 μm，固定相為5%苯基-95%甲基聚硅氧烷。

進樣量：1.0 μL;進樣方式：分流進樣，分流比10:1，載氣類型：氮氣，流量：1 mL/min。

升溫條件：初始溫度100 ℃，保持0.2 min，以80 ℃/min的速率升至330 ℃，保持2 min。

檢測器條件：FID溫度300 ℃ ，空氣流速350 mL/min ，氫氣流速35 mL/min，尾吹流量40 mL/min。

2 結果及討論

2.1 標準色譜圖(見圖1)

圖1 本方法下C10～C40標準色譜圖

由圖1可知，C10～C40出峰時間為1.58 min～9.41 min，每針分析時間為12 min。相對于HJ-1021-2019方法中每針分析的40min，本方法檢測提高了3倍檢測效率。

2.2 C10～C40各組分離度測試結果

由圖2分析可知，C10～C40各組分分離度絕大部分集中在6～7，滿足中國藥典分離度R>1.5要求。

2.3 校正曲線

配制濃度分別為0、155、310、620、1 550、3 100、6 200 mg/kg的標準序列，以C10～C40間的色譜峰總面積作為縱坐標，以質量濃度為橫坐標，繪制外標法曲線。可得曲線方程為y=-2.01+0.11x,回歸系數R2=0.999 8。

圖2 C10～C40各組分離度折線圖

2.4 方法檢出限與測定下限

以石英砂作為樣品，加標濃度為12 mg/kg做空白加標實驗，測得檢出限為3 mg/kg，測定下限為12 mg/kg。滿足國家《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》GB36600-2018[3]中石油烴(C10～C40)第一類用地篩選值分別為826 mg/kg的規定。

2.5 方法的精密度

以土樣為樣品(土樣經測定，樣品含量低于檢出限)，當取樣量為10 g，按照樣品分析全部步驟，對實際樣品進行低、中、高3個濃度的6次平行加標回收(加標濃度分別為155 mg/kg、3 100 mg/kg、5 580 mg/kg)。計算6次測定值之間相對標準偏差,測定結果見表1。

2.6 方法的準確度

對實際樣品進行加標回收率測定實驗，加標濃度為1 420 mg/kg、3 720 mg/kg，所得實驗結果見表2。

表1 樣品加標測試數據匯總表

表2 樣品加標回收率

由上表可知，C10～C40石油烴總量回收率在95%～112%。

3 結論

1) 建立一種測定石油烴(C10～C40)總量的快速測試方法，當取樣量為10 g，濃縮體積為1 mL，方法檢出限為3 mg/kg，測定下限為12 mg/kg，方法精密度在2.19%～3.30%，在準確度6.28%～7.01%，線性方程回歸系數R2為0.999 8。

2) 與《土壤和沉積物 石油烴(C10～C40)的測定 氣相色譜法》HJ1021-2019方法相比較，分析時間由原來的37 min縮短到12 min，工作效率為原來的3倍。從而保證在大批量測試任務的情況下能夠在規定時效范圍內完成檢測任務。

3) 分析效率的提高，減少了實驗室氣相色譜儀臺套、分析人員的需求出，大大降低實驗室運營成本，更適用于第三方檢測實驗室。