(浙江爱迪信检测技术有限公司,浙江杭州, 311199)
摘要:针对对土壤和沉积物中的11种半挥发有机物回收率的进行了研究,采用空白加标的方式,加速溶剂提取进行萃取,旋转蒸发与氮吹相结合的方式进行浓缩,气质联用仪进行检测,将光谱快速溶剂萃取仪、莱伯泰科快速溶剂萃取仪与传统索氏提取进行了对比,结果表明光谱加标回收率在47.88-83.19%,标准偏差在0.14-0.96%;莱伯泰科标回收率在57.26-83.16%,标准偏差在0.09-0.35%;索氏提取加标回收率在51.64-87.67%,标准偏差在0.28-0.77%。索氏提取的加标回收率最高,光谱快速溶剂萃取仪的加标回收率略低于莱伯泰科快速溶剂萃取仪,但均能满足HJ834-2017标准要求。
关键词:快速萃取;半挥发有机物;索氏提取;质谱;
半挥发性有机污染物(SVOCs)是指沸点在 170~350℃、蒸汽压在 13.3~10-5 Pa的有机物。半挥发性有机物提取方法有很多:索氏提取、超声提取、微波萃取法、加速溶剂萃取法、微波快速溶剂萃取、震荡萃取法、超临界萃取法等。索氏提取是传统方法,萃取效率高,但操作繁琐,耗时长,溶剂用量大。加速溶剂萃取法很好的解决了这个问题,萃取效率高,可自动化操作,耗时短,平均20-40min一组,溶剂用量小,一个样品仅需60-100ml溶剂。市面上快速溶剂萃取仪的厂商有很多,价格、萃取效果各不相同,我们选取了莱伯泰科、光谱两种快速溶剂萃取仪与传统索氏提取法进行了比较。
施玉格等对土壤中3个添加水平(0.10 mg/ kg、0.70 mg/ kg 和 1.50 mg/kg)下的回收率进行了测定,回收率为 74.1%~101% ,相对标准偏差(RSD)为 0.1%~7.1%[1] 。梁焱等利用快速溶剂萃取,进行24种半挥发有机物的加标回收试验,加标量分别为40μg/ kg、80 μg/ kg、1600μg/ kg,所得回收率在 60.4%~123%之间。测定值的相对标准偏差(n=4)在 5.2%~19%之间[2]。
1.实验部分
1.1实验原理
采用空白加标的方式,二氯甲烷 - 丙酮(1:1)混合溶剂作为萃取液,索氏提取与加速溶剂萃取两种萃取方式,萃取液先经过旋转蒸发浓缩到2ml左右,再用全自动氮吹仪浓缩到1ml,经硅酸镁柱净化后,再次浓缩至1ml,经 DB-5 MS 色谱柱分离,质谱仪检测,定量。
1.2主要仪器及试剂
安捷伦6890N-5973N气质联用仪;
色谱柱:DB-5MS 30m×0.25μm,膜厚 0.25μm;
全自动快速溶剂萃取仪:上海光谱仪器有限公司,SP-600QSE;
全自动快速溶剂萃取仪:北京莱伯泰科仪器股份有限公司,HPSE-YOUR LAB.OUR TECH;
索氏提取器:北京国环高科自动化技术研究院,GGC-SY;
旋转蒸发器:上海力辰邦西仪器科技有限公司,LC-RE-52A;
全自动氮吹仪:杭州聚同电子有限公司,ZTZD-DCY12S;
石英砂:100目-20目,置于马弗炉中烘烤4h。
二氯甲烷:上海安谱,农残级;
丙酮:上海安谱,农残级;
半挥发有机物混标:北京坛墨质检科技有限公司,80251JMO
替代物混标:北京坛墨质检科技有限公司,80064QM
内标混标:北京坛墨质检科技有限公司,80119QM
1.3仪器工作条件
(1)气相色谱条件:
进样口温度:280℃;
载气:高纯氦 99.999%;
不分流进样柱流量:1.0mL/mi;
柱温:初温 40℃,保持 2min;以 15℃ /min 升至 150℃,以 8℃ /min 升至 200℃,以 25℃ /min 升至 300℃,保持 6min。
(2)质谱参考条件:
电子轰击源(EI);
离子源温度:230℃;
四级杆温度:150℃;
离子化能量:70eV;
质量扫描范围:40amu-450amu;
溶剂延迟:6min;
数据采集方式:全扫描(Scan)模式
1.4标准曲线的绘制
取5个干净的GC小瓶,注入少量二氯甲烷,用微量注射器分别准确移取5、25、50、75、100µL,浓度为200µg/mL的半挥发性有机物标准使用液溶液并加入同浓度同体积替代物标准使用液,加入10µL浓度为1000µg/mL的内标物标准使用液,配制成5个浓度点,分别为1.0、5.0、10.0、15.0、20.0µg/mL,内标浓度为 10.0µg/mL,标曲见表1。
表1 标曲及相关系数
组分名称 | 拟合曲线 | 相关系数 |
苯胺 | y=0.5538x+0.0438 | 0.9955 |
2-氯苯酚 | y=0.8416x-0.0168 | 0.9999 |
硝基苯 | y=0.07003x+0.0230 | 0.9957 |
萘 | y=1.0078x-0.0001 | 0.9999 |
苯并(a)蒽 | y=1.1862x-0.0219 | 0.9996 |
䓛 | y=1.1525x-0.0071 | 0.9999 |
苯并(b)荧蒽 | y=1.1037x-0.0458 | 0.9982 |
苯并(k)荧蒽 | y=1.1419x-0.0483 | 0.9966 |
苯并(a)芘 | y=0.9459x-0.0316 | 0.9994 |
茚并(1,2,3-cd)芘 | y=1.2211-0.0322 | 0.9994 |
二苯并(ah)蒽 | y=1.0647x-0.0218 | 0.9996 |
硝基苯-d5(替代物) | y=1.2449+0.0238 | 0.9978 |
4,4‘-三联苯-d14(替代物) | y=1.9916x-0.0203 | 0.9993 |
苯酚-d6(替代物) | y=1.5201x-0.0324 | 0.9996 |
2-氟联苯(替代物) | y=1.4813x-0.0333 | 0.9994 |
1.5样品的制备及测定
(1)索氏提取:取20.0000克已处理的石英砂置于索氏提取套筒内,加入50µL浓度为200µg/mL的半挥发性有机物标准使用液溶液和50µL浓度为200µg/mL替代物标准使用液,加入100ml二氯甲烷 - 丙酮(1:1)混合溶剂,提取16-18h,回流速度控制在4-6次/h,平行测定3次,萃取完成后浓缩、净化,加入10µL浓度为1000µg/mL的内标物标准使用液,每个样制备4次。
(2)加压流体萃取:两台快速溶剂萃取仪的萃取条件根据HJ783-2016的要求进行设置,取20.0000克已处理的石英砂置于萃取池中,加入50µL浓度为200µg/mL的半挥发性有机物标准使用液溶液和50µL浓度为200µg/mL替代物标准使用液,使用二氯甲烷 - 丙酮(1:1)混合溶剂作为萃取溶剂,萃取完成后,浓缩、净化,加入10µL浓度为1000µg/mL的内标物标准使用液,每个样制备4次。
使用标准曲线相同的测定条件,分别对样品的进行测定,根据标准曲线计算出各目标化合物浓度(µg/mL),结果见表2。
2.结果与分析
鲍佳丽,顾玉婷对64种半挥发性有机物进行了研究,发现其在一定的浓度范围内呈线性关系,并且能够满足线性≥ 0.995,检出限低,回收率高,检出限在 0.002-0.009mg/kg 范围内,定量下0.008-0.036mg/kg 范围内,精密度在 0.75-4.99% 范围内,加标回收率在 70.1-126.4% 范围内[3]。李利荣等利用超声提取技术将土壤中的半挥发性有机污染物提取出来,经旋转蒸发浓缩至一定体积后,用 ODSC18柱净化,再用氮吹浓缩后,用 DB-5 MS 柱分离,用气相色谱质谱仪(GC-MS)进行定性定量分析该方法回收率为52.5-105%[4]。
通过检测样品中的11种半挥发有机物发现:光谱加标回收率在47.88-83.19%,标准偏差在0.14-0.96%;莱伯泰科标回收率在57.26-83.16%,标准偏差在0.09-0.35%;索氏提取加标回收率在51.64-87.67%,标准偏差在0.28-0.77%;索氏提取的加标回收率最高,光谱快速溶剂萃取仪的加标回收率略低于莱伯泰科快速溶剂萃取仪,但均能满足HJ834-2017标准要求[5]。莱伯泰科快速溶剂萃取仪数据波动最小,光谱快速溶剂萃取仪与索氏提取数据波动较大。
表2 加标回收率对比
加标量 10ug/ml | 光谱 | 莱伯泰科 | 索氏提取 | ||||||
组分名称 | 实测均值 | 平均回收率/% | 标准偏差% | 实测均值 | 平均回收率/% | 标准偏差/% | 实测均值 | 平均回收率/% | 标准偏差/% |
苯胺 | 4.79 | 47.88 | 0.44 | 5.73 | 57.26 | 0.16 | 5.16 | 51.64 | 0.77 |
2-氯苯酚 | 5.68 | 56.79 | 0.63 | 6.03 | 60.35 | 0.11 | 6.01 | 60.05 | 0.35 |
硝基苯 | 5.77 | 57.70 | 0.80 | 6.38 | 63.83 | 0.09 | 6.24 | 62.38 | 0.33 |
萘 | 5.85 | 58.54 | 0.76 | 6.67 | 66.67 | 0.11 | 6.42 | 64.18 | 0.31 |
苯并(a)蒽 | 7.61 | 76.13 | 0.14 | 8.21 | 82.12 | 0.21 | 8.50 | 84.99 | 0.61 |
䓛 | 6.96 | 69.63 | 0.96 | 8.32 | 83.16 | 0.31 | 8.77 | 87.67 | 0.75 |
苯并(b)荧蒽 | 6.53 | 65.25 | 0.33 | 6.60 | 65.96 | 0.35 | 7.22 | 72.17 | 0.42 |
苯并(k)荧蒽 | 8.32 | 83.19 | 0.28 | 7.69 | 76.87 | 0.24 | 8.58 | 85.83 | 0.28 |
苯并(a)芘 | 4.71 | 47.08 | 0.49 | 6.00 | 60.03 | 0.28 | 6.28 | 62.78 | 0.38 |
茚并(1,2,3-cd)芘 | 4.98 | 49.80 | 0.48 | 6.47 | 64.70 | 0.13 | 6.81 | 68.14 | 0.53 |
二苯并(ah)蒽 | 7.53 | 75.35 | 0.24 | 6.71 | 67.10 | 0.30 | 7.34 | 73.40 | 0.33 |
硝基苯-d5(替代物) | 5.42 | 54.21 | 0.27 | 5.36 | 53.63 | 0.22 | 6.48 | 64.78 | 0.21 |
4,4‘-三联苯-d14(替代物) | 4.30 | 43.04 | 0.28 | 4.20 | 42.03 | 0.19 | 5.23 | 52.27 | 0.15 |
苯酚-d6(替代物) | 5.54 | 55.41 | 0.30 | 5.56 | 55.63 | 0.22 | 6.50 | 64.97 | 0.16 |
2-氟联苯(替代物) | 5.81 | 58.13 | 0.28 | 5.64 | 56.39 | 0.32 | 6.44 | 64.38 | 0.32 |
参考文献
[1]施玉格,刘喜,古丽娜尔·艾合坦木.加速溶剂萃取测定土壤中半挥-发气性相有色机谱物-的质残谱留法量[J].干旱环境监测,2020,34(2):74~78.
[2]梁焱,陈盛,张鸣珊,等.快速溶剂萃取-气相色谱-质谱法测定土壤中24种半挥发性有机物含量[J].理化检验-化学分册,2016,5(6):677~683.
[3]鲍佳丽 顾玉婷.土壤中 64 种半挥发有机物的测定气相色谱-质谱法扩展[J].商品与质量-分析与检测:225-226
[4]李利荣,吴宇峰,杨家凤,等.土壤中64种痕量半挥发性有机污染物的分析方法研究[J].分析试验室,2007,1,26(1):79-84
[5]HJ834-2017:《土壤和沉积物半挥发性有机物的测定气相色谱-质谱法》