固相萃取-高效液相色谱法测定PM2.5中多环芳烃

何 艺， 冯 涛

(杭州职业技术学院，浙江 杭州 310018)

分析与测试

固相萃取-高效液相色谱法测定PM2.5中多环芳烃

何 艺， 冯 涛

(杭州职业技术学院，浙江 杭州 310018)

优化了色谱条件，建立了固相萃取-高效液相色谱法检测PM2.5中的多环芳烃方法。16种多环芳烃，经过SPE柱富集浓缩，二氯甲烷洗脱，HPLC法检测，回收率在88.0%～110.0%，结果可靠。将该法用于某环境空气PM2.5中多环芳烃测定，结果令人满意。本方法简化了前处理过程，操作简便，结果可靠，是对国家标准方法的有益补充。

固相萃取；高效液相色谱；多环芳烃；PM2.5；测定

引 言

PM2.5是引起灰霾天气的主要原因之一[1]。在 PM 2.5的有机化合物中，多环芳烃(PAHs)被认定为一种致癌、致畸、致突变物质，危害最为显著。目前，PAHs的分析方法主要有气相色谱法(GC)[2]、气质联用色谱法(GC-MS)[3]和高效液相色谱法(HPLC)[4-6]。由于PAHs具有半挥发性和不挥发性的特点，通常采用HPLC来实现定性定量检测。

用HPLC法测定PM2.5中多环芳烃的样品前处理方法主要有2种[7]：索氏提取法和超声提取法。索氏提取法技术成熟，是国家标准提取方法。但是，该法时间长，提取剂用量大，需人工完成，费时费力。超声提取法与索氏提取法一样，大量的溶剂消耗和废液处理，造成萃取效率低、人为误差大、萃取成本高。固相萃取技术(SPE)利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，再用洗脱液洗脱或加热解吸，达到分离和富集目标化合物的目的。与液-液萃取相比，SPE省时，节省溶剂和试剂，减少有机废物产生，回收率、重现性高，被广泛认为是水样中待测化合物提取净化的首选方案。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Waters e2695高效液相色谱仪，美国Waters公司；Waters 2475荧光检测器，美国Waters公司；KQ3200E型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；明澈-D型超纯水器，美国Millipore公司；YGC-6A固相萃取仪，郑州宝晶电子科技有限公司；WondaSep FL-PR硅酸镁SPE柱，1 g/6 mL，日本GL Sciences公司。

二氯甲烷、甲醇、乙腈、正己烷，色谱级，美国TEDIA公司；多环芳烃类标准品，包括苊烯(5 g)、苊(25 g)、芴(25 g)、荧蒽(25 g)、芘(25 g)、苯并(a)蒽(500 g)、屈的甲醇溶液(3.58 μg/mL)、苯并(b)荧蒽的甲醇溶液(5 μg/mL，2 mL)、苯并(k)荧蒽的甲醇溶液(4.66 μg/mL，2 mL)、苯并(a)芘的甲醇溶液(4.12 μg/mL，2 mL)、二苯并(g，h)蒽的乙腈溶液(0.1 μg/mL，1 mL)、苯并(ghi)苝的甲醇溶液(2.45 μg/mL，2 mL)、茚并(1,2,3-cd)芘甲醇溶液(4.08 μg/mL，2 mL)，北京坛墨质检科技有限公司。

1.2 HPLC分析

16种PAHs中苊烯采用C18色谱柱，柱温35 ℃，以乙腈为流动相，流速0.5 mL/min，紫外检测器波长254 nm。其他15种PAHs采用Agilent PAH专用柱(3 μm，100 mm×4.6 mm)，柱温为35 ℃，流速0.5 mL/min，以水和乙腈作为流动相进行梯度洗脱。洗脱条件如表1所示，荧光检测器的波长选择如表2所示。

表1 流动相洗脱方法

表2 荧光检测波长选择

实验可见，16种分析物的保留时间分别为：苊烯7.888 min；萘8.998 min；苊10.714 min；芴11.240 min；菲11.951 min；蒽12.515 min；荧蒽13.280 min；芘13.871 min；苯并(a)蒽15.031 min；屈15.246 min；苯并(b)荧蒽16.421 min；苯并(k)荧蒽16.780 min；苯并(a)芘17.597 min；二苯蒽18.045 min；苯并(ghi)苝19.174 min；苯并(1,2,3-cd)芘19.705 min。除苊烯外，其余15种PAHs的色谱图如图1所示。

图1 15种PAHs的FLD检测HPLC色谱图

1.3 样品处理

取滤膜于30 mL甲醇中，超声提取1 h。用5 mL正己烷活化SPE小柱，负压抽去正己烷，再用5 mL超纯水淋洗SPE小柱。活化结束后，将30 mL甲醇超声后的滤液连续通过固相萃取柱，上样速率约为3 mL/min。待上样结束后，用真空泵继续抽干5 min，用3 mL二氯甲烷洗脱。取0.5 mL洗脱液，加入1 mL 10 μg/L的混合标准液。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

取质量浓度分别为0.0、1.0、5.0、10.0、50.0 μg/L系列标准曲线，按实验方法进行测定，得到不同质量浓度的色谱图。按照上述方法，每个质量浓度平均测定3次，并求取平均值。以质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标绘制标准曲线，回归方程等参数如表3所示。

2.2 回收率测定

在预处理过的空白玻璃纤维滤膜上添加1 mL的10 μg/L的标准样品，按照1.3样品处理方法进行处理，在1.2HPLC分析条件下进行测定，求得各PAHs的回收量和回收率，如第40页表4所示。

表3 目标物回归方程和相关系数

表4 方法加标回收率

将加标膜与样品膜按照1.3的预处理方法和1.2检测方法过程处理，求得各PAHs的平均回收率为88.0%～110.0%。满足样品分析质量控制要求，分析方法可靠。

2.3 样品测定

根据确定的色谱条件，以保留时间定性，峰面积定量，对所采集的某小吃街大气颗粒物PM2.5中的PAHs浓度进行分析。样品加标后，苊烯经紫外检测器检测，其余15种PAHs经FLD检测。经FLD检测的HPLC谱图如图2所示，样品测定结果如表5所示。

由表5可见，16种PAHs大多数均有检出。

3 结论

本实验建立了固相萃取-FLD梯度洗脱的HPLC法检测PM2.5中的PAHs，优化了色谱条件。16种PHAs，经过柱浓缩回收，回收率高，结果可靠。该方法简便可靠，灵敏度高，是对国标法的有益补充和改进。

图2 样品加标经FLD检测HPLC谱图

表5 某小吃街大气颗粒物PM2.5中PAHs质量浓度

[1] 滕博，王贺彬，汪雅芳，等.细颗粒物(PM2.5)与呼吸系统疾病的关系及机制[J].中国实验诊断学，2014，18(2)：334-338.

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Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in PM2.5 with SPE and HPLC

HE Yi, FENG Tao

(Hangzhou Vocational & Technical College, Hangzhou Zhejiang 310018, China)

A method for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in PM 2.5 by solid phase extraction and high performance liquid chromatography is developed, which optimizes chromatographic conditions. It includes the enrichment by SPE column, elution by dichloromethane and separation/detection by HPLC. The recovery of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons are between 88.0%～110.0% with reliable results. The method is applied to the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in PM2.5 with satisfactory results. This method simplifies the pretreatment process and is easy to operate. It’s a useful supplement to the national standard analysis method for PAHs in PM 2.5.

solid phase extraction; high performance liquid chromatography; PAHs; PM2.5; determination

2017-01-22

浙江省科技厅分析测试科技计划项目(2014C37002)资助。

何 艺，女，1978年出生，2005年毕业于四川师范大学，硕士研究生，副教授，主要从事环境监测及仪器分析教学及科研工作。研究方向：环境监测样品前处理技术、分析仪器微型化。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.11

O657.7；O625

A

1004-7050(2017)01-0038-03