快速萃取仪 气相色谱-质谱仪海洋沉积物中18种多环芳烃

刘晓旭

摘要：针对在快速溶剂萃取仪-气相色谱质谱仪在分析海洋沉积物中18中多环芳烃的分析方法是否满足检出限、精密度、准确度及加标回收率要求的分析研究。海洋沉积物中PAHs在经过由正己烷和二氯甲烷的混合溶剂提取后，经过快速萃取仪的提取，在精华浓缩后利用气相色谱-质谱联用仪进行分析。

关键词：18种多环芳烃（PAHs），气相色谱质谱联用仪，快速溶剂萃取仪

随着工业、农业的快速发展，自然环境受到污染，危害人类身体健康，因此，快速高效的处理检测土壤、海洋沉积物、食品中的污染也备受关注。传统的样品前处理主要以索氏提取为主，但其自有弊端，溶剂消耗量大、时间长、程序繁琐。快速溶剂萃取技术能优化其缺点，具有自动化程度高、加标回收率高、萃取时间短、有机溶剂消耗量少。本文分析研究快速萃取仪的萃取条件与海洋沉积物中18中多环芳烃的方法，旨在为测定海洋沉积物中18中多环芳烃的分析提供参考。

一、实验部分

1 仪器和试剂

1.1气相色谱-质谱联用仪（GC-MS） ISQ7000-TRACE1300 （thermo scientific赛默飞）

1.2快速溶剂萃取仪 （APLE 吉天仪器）

1.3 电子天平（PB1502-S/FACT、梅特勒-托利多仪器公司）

1.4正己烷（C6H14）色谱纯

1.5二氯甲烷（CH2Cl2）色谱纯

1.6标准储备液：异辛烷中18中多环芳烃标准溶液 坛墨质检-标准物质中心 2000mg/L

1.7标准储备液：正己烷中6种内标溶液 坛墨质检-标准物质中心 4000mg/L

1.8标准使用液：将PAHs标准储备液用正己烷溶液稀释配置标准系列溶液待用

1.9毛细管柱：5%苯基+95%聚二甲基硅氧烷色谱柱，长30m，内径0.25nm，固定相液膜厚度0.25μm

2.0硅藻土：硅藻土（助滤剂）化学纯 国药集团化学试剂有限公司

2.1无水硫酸钠：分析纯

2 原理

沉积物样品经过硅藻土的研磨、快速萃取仪的提取、GC-MC的测定。采用离子全扫描的模式，标准样品以内标法定量。

3 试验步骤

3.1 取样及试样分散

用百分之一天平称取10g沉积物样品和5g硅藻土充分研磨混均。

3.2 样片制备

将3.1样品装入预先垫好纤维素膜的34ml萃取池中用正己烷/二氯甲烷1：1混合液分别在温度80、90、100℃、110℃萃取温度下加压10MPa萃取2次。然后转移到氮吹浓缩装置浓缩至1ml，加内标定容。供GC-MS测定。

3.3 测定条件

离子源温度：230℃

碎片离子扫描范围：35-500

进样口温度：280℃

传输线温度：290℃

溶剂延迟：3min

进样模式：不分流进样

进样量：1ul

升温程序：柱箱初始温度50℃，以4℃/min的升温速度升至220℃，柱箱温度保持3min，以10℃/min的速度升温至300℃，温度保持9min.

3.4萃取条件

萃取时间：30min

萃取溶剂：正己烷：二氯甲烷=1：1

萃取温度：80℃、90℃、100℃、110℃

萃取压力：10MPA

萃取次数：2次

3.4 标准曲线的制作

首先移取5ul的标准储备液将其配置成10mg/l的标准使用液，移取50ul标准使用液定容至1ml，上机进行测定，得到18中多环芳烃的离子全扫瞄色谱图（见图1），再次分别移取10mg/l的标准使用液10、20、30、40、50ul配置成浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg/L的标准系列溶液利用离子全扫描模式（SCAN），以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，确定18种多环芳烃的出峰时间的特征离子，要求标准曲线的相关系数>0.990.

二、结果与讨论

1、萃取条件的优化

影响萃取结果的主要因素包括萃取时间、萃取溶剂、萃取温度、萃取压力和萃取次数。本次实验主要比较了萃取温度对测定结果的影响。在萃取溶剂为1：1正己烷/二氯甲烷的情况下，加压10MPa，萃取时间30min，重复萃取2次，萃取温度分别为80、90、100、110℃对实验结果的影响。温度越高，萃取效果越明显，考虑，所以萃取温度在100℃下萃取效果最好。

2、标准曲线的线性、方法检出限和相关系数

2.1方法检出限的验证

18种多环芳烃的方法检出限的验证方法，参考文献及其他参考文章中的方法，采用标准曲线最低浓度点为起始，依次稀释配置成一定梯度的低浓度溶液，进行上机测试，直到仪器刚刚可以检测的到信号，并能够保证离子峰的信噪比>3，此时测定得结果为组分含量的定性检出限，方法的定量检出限为定性检出限的3倍。

2.2标准曲线的验证 结果见表2

3、精密度和回收率验证

3.1 精密度的验证

按照样品处理方法进行前处理，测定6个平行的试样，计算测定结果的相对标准偏差。RSD范围为1.74-7.19%，精密度较好，符合实验方法要求。

3.2 加标回收率的验证

按照3.1，3.2的方法进行样品前处理，重复测定6次加标的试样，计算测定结果的回收率。加標回收率范围为84.0-106%，结果表明加标回收率高。

从实验结果可以看出18中多环芳烃的曲线r值均大于0.990，满足试验的要求。由于试样本底大多为未检出状态，所以曲线最低点浓度为0.1mg/L重复测定5次，其样品的相对标准偏差结果均小于10%，满足方法测定要求。对本底样品加标0.1mg重复测定6次，实验结果表明18中多环芳烃物质平均回收率在81.8-102%之间，满足方法的测试要求。

4、实际样品检测

按照上述实验优化条件，检测了海洋沉积物18种PAHs的含量，沉积物及其平行样品各检测指标均未达到检出限。

5 结论

通过本次实验研究，利用快速萃取仪萃取的沉积物样品，通过气相色谱/质谱联用仪测定可以满足海洋沉积物对18种PAHs的测定，且在在萃取溶剂为1：1正己烷/二氯甲烷的情况下，加压10MPa，萃取时间30min，重复萃取2次，萃取温度为100℃下，萃取效果最理想。

参考文献

[1] 海洋监测技术规程第2部分：沉积物 HY/T 147.2-2013

[2] 海洋环境中多环芳烃的测定与来源解析[J]. 李先国，虢新运，周晓.中国海洋大学学报（自然科学版）. 2008（03）