高效液相色譜法測定土壤中16 種多環芳烴

高錚

（河北眾淳環境檢測技術有限公司，河北 石家莊 050000）

1 引言

多環芳烴（PAHs）作為一種分子中含有2 個或2個以上苯環的芳香族化合物，由煤炭、石油等有機物的不完全燃燒產生，分子結構中具有穩定的共軛體系［1］，在一定條件下進入大氣、水源、土壤等環境介質后很難降解，容易在生物體內積累，當其進入身體，將直接影響接觸人的身體健康，甚至會導致癌癥等惡性疾病的發生，因此研究多環芳烴的測定具有非常重要的意義［2］。

由于土壤成分的復雜性，多環芳烴不經前處理而直接定量測定會產生許多干擾，測定前有必要對多環芳烴進行前處理。本文采用索氏提取、固相萃取凈化，再經高效液相色譜法測定，建立一種土壤樣品中多環芳烴的定量分析方法。

2 實驗

2.1 試劑與儀器

2.1.1 試劑與材料

乙腈，液相色譜級（Fisher Chemical）；二氯甲烷、正己烷、丙酮，液相色譜級（科密歐）；石英砂，AR（國藥集團化學試劑）；無水硫酸鈉，GR（大茂化學試劑）；乙腈中16 種多環芳烴標準溶液（壇墨質檢標準物質中心）；土壤樣品采集自大名縣隆豐牧業廠區內，取土深度為15 cm，經測定土壤樣品干物質含量（ω）為92.1%；十氟聯苯標準溶液。

2.1.2 儀器設備

氮氣吹掃儀（杭州聚同電子）；電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器）；索氏提取器；LC-16 型高效液相色譜儀（日本島津）；C18 色譜柱；Florisil 柱：1 g/6 mL（Agela Technologies）。

2.2 方法

2.2.1 索氏提取

稱取10 g 土壤樣品，與無水硫酸鈉混合并研磨。參考HJ 748—2016《土壤和沉積物 多環芳烴的測定高效液相色譜法》規定的多環芳烴的提取條件，調節水浴鍋溫度75～85 ℃后，將制備好的樣品放入濾紙筒中，加入二氯甲烷—丙酮混合提取劑，連續回流提取［3］，18 h 后將提取完成后的提取液通過一薄層的無水硫酸鈉過濾到氮吹管中，室溫下氮吹濃縮轉化溶劑為正己烷，定容至1.0 mL［4］。

2.2.2 固相萃取

將Florisil 柱固定于固相萃取儀上，參考HJ 748—2016 多環芳烴的固相萃取凈化條件，經二氯甲烷預沖洗、正己烷平衡后，將提取液加到Florisil柱中，其間用正己烷沖洗濃縮所用氮吹管，洗滌液一并加到Florisil 柱中。用二氯甲烷與正己烷混合溶液洗脫，浸潤5 min 后收集洗脫液于氮吹管中，室溫下氮吹濃縮至1 mL，加入乙腈繼續氮吹至溶劑完全轉化為乙腈，最終定容至1.0 mL，密封保存留待液相色譜分析［5］。

3 結果與討論

3.1 色譜條件選擇

3.1.1 檢測器及波長的選擇

經實驗，使用熒光檢測器測定時，苊烯及替代物十氟聯苯在熒光譜圖中不出峰，故選擇紫外檢測器進行16 種多環芳烴的測定。根據液相色譜儀紫外檢測器波長掃描，最大紫外吸收波長見表1［6］。

表1 多環芳烴各組分最大紫外吸收波長nm

根據16 種多環芳烴最大紫外吸收波長，選擇220 nm 作為實驗檢測波長，目標組分的分離度最佳且峰面積的響應最適中，還能夠降低雜峰的干擾。

3.1.2 流動相的選擇

多環芳烴各組分具有相似的分子結構和性質，在色譜柱的保留時間也比較接近，需要使用梯度洗脫更有效地分離多環芳烴16 個組分。梯度洗脫程序見表2。

表2 梯度洗脫程序

3.1.3 流動相流速的確定

選擇在4 種不同流速下測定多環芳烴標準物質，出峰情況見表3。

表3 不同流速下出峰情況 mL/min

根據測定結果，選擇流動相流速1.20 mL/min 進行HPLC 分析，此時峰分離譜圖效果最佳。

3.2 定性與定量分析

以多環芳烴標準物質的保留時間定性、峰面積定量，得到多環芳烴的標準色譜圖，見圖1。

圖1 多環芳烴標準色譜圖

3.3 標準曲線繪制

稀釋乙腈中16 種多環芳烴標液，制備標準濃度分別為0.04，0.10，0.50，1.00，2.00，5.00 μg/mL 的標準樣品，將標準系列注入液相色譜儀，根據HPLC 分析條件分離檢測，得到多環芳烴標準色譜圖，繪制以濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標的多環芳烴標準曲線［7］，見表4。

表4 回歸方程及相關系數

3.4 質量控制

每個樣品需在進行前處理之前加入一定含量的替代物十氟聯苯，再按照前處理步驟依次進行，十氟聯苯回收率需保證在60%～120%之間，超出十氟聯苯回收率范圍的樣品視為無效。

3.5 檢出限

根據HJ 168—2020《環境監測分析方法標準制訂技術導則》附錄A.1.1 中多組分目標化合物檢出限的確定方法，分別取7 組10.0 g 石英砂作為空白試樣，向其中加入20.0，10.0 μg/mL 的多環芳烴標準物質（加標量0.20 μg）。按照本方法經樣品提取、濃縮、凈化，最終將溶劑轉化成乙腈，并準確定容至1.00 mL待測。檢出限計算公式為［8］：

16 種多環芳烴檢出限見表5。

表5 16 種多環芳烴檢出限 μg/kg

3.6 精密度

向10.0 g 空白石英砂中分別加入含量為0.20，0.50，1.00 μg 的16 種多環芳烴標準物質，以代替實際樣品做精密度測定。按照本方法經樣品提取、濃縮、凈化，最終將溶劑完全轉化成乙腈，并準確定容至1.00 mL 待測。每個加標量按照相同步驟進行6次平行試驗，結果見表6。

表6 16 種多環芳烴精密度

3.7 準確度

取10.0 g 廠區內土壤樣品（取土深度為15 cm、干物質含量為92.1%），加入含量為1.00 μg 的多環芳烴標準物質做準確度測定，同時取10.0 g 樣品不加標測定樣品含量，按照本方法經樣品前處理，溶劑轉化成乙腈，并準確定容至1.00 mL 待測。按照相同步驟進行測定并計算加標回收率［5］，結果見表7。

表7 16 種多環芳烴準確度

4 結論

通過索氏提取、固相萃取凈化，使用高效液相色譜紫外檢測器定量分析，建立一種檢測土壤中16 種多環芳烴的方法，通過實驗測定土壤樣品，加標回收率為67.0%～79.4%。由于土壤樣品基體的復雜性，實驗測定存在較多干擾，加標回收率并不是很高，未來應加強實驗探究，通過改進前處理提取濃縮凈化方式，減少實驗過程中多環芳烴的損失，提高加標回收率。