高效液相色谱法测定土壤中16 种多环芳烃

高铮

（河北众淳环境检测技术有限公司，河北 石家庄 050000）

1 引言

多环芳烃（PAHs）作为一种分子中含有2 个或2个以上苯环的芳香族化合物，由煤炭、石油等有机物的不完全燃烧产生，分子结构中具有稳定的共轭体系［1］，在一定条件下进入大气、水源、土壤等环境介质后很难降解，容易在生物体内积累，当其进入身体，将直接影响接触人的身体健康，甚至会导致癌症等恶性疾病的发生，因此研究多环芳烃的测定具有非常重要的意义［2］。

由于土壤成分的复杂性，多环芳烃不经前处理而直接定量测定会产生许多干扰，测定前有必要对多环芳烃进行前处理。本文采用索氏提取、固相萃取净化，再经高效液相色谱法测定，建立一种土壤样品中多环芳烃的定量分析方法。

2 实验

2.1 试剂与仪器

2.1.1 试剂与材料

乙腈，液相色谱级（Fisher Chemical）；二氯甲烷、正己烷、丙酮，液相色谱级（科密欧）；石英砂，AR（国药集团化学试剂）；无水硫酸钠，GR（大茂化学试剂）；乙腈中16 种多环芳烃标准溶液（坛墨质检标准物质中心）；土壤样品采集自大名县隆丰牧业厂区内，取土深度为15 cm，经测定土壤样品干物质含量（ω）为92.1%；十氟联苯标准溶液。

2.1.2 仪器设备

氮气吹扫仪（杭州聚同电子）；电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器）；索氏提取器；LC-16 型高效液相色谱仪（日本岛津）；C18 色谱柱；Florisil 柱：1 g/6 mL（Agela Technologies）。

2.2 方法

2.2.1 索氏提取

称取10 g 土壤样品，与无水硫酸钠混合并研磨。参考HJ 748—2016《土壤和沉积物 多环芳烃的测定高效液相色谱法》规定的多环芳烃的提取条件，调节水浴锅温度75～85 ℃后，将制备好的样品放入滤纸筒中，加入二氯甲烷—丙酮混合提取剂，连续回流提取［3］，18 h 后将提取完成后的提取液通过一薄层的无水硫酸钠过滤到氮吹管中，室温下氮吹浓缩转化溶剂为正己烷，定容至1.0 mL［4］。

2.2.2 固相萃取

将Florisil 柱固定于固相萃取仪上，参考HJ 748—2016 多环芳烃的固相萃取净化条件，经二氯甲烷预冲洗、正己烷平衡后，将提取液加到Florisil柱中，其间用正己烷冲洗浓缩所用氮吹管，洗涤液一并加到Florisil 柱中。用二氯甲烷与正己烷混合溶液洗脱，浸润5 min 后收集洗脱液于氮吹管中，室温下氮吹浓缩至1 mL，加入乙腈继续氮吹至溶剂完全转化为乙腈，最终定容至1.0 mL，密封保存留待液相色谱分析［5］。

3 结果与讨论

3.1 色谱条件选择

3.1.1 检测器及波长的选择

经实验，使用荧光检测器测定时，苊烯及替代物十氟联苯在荧光谱图中不出峰，故选择紫外检测器进行16 种多环芳烃的测定。根据液相色谱仪紫外检测器波长扫描，最大紫外吸收波长见表1［6］。

表1 多环芳烃各组分最大紫外吸收波长nm

根据16 种多环芳烃最大紫外吸收波长，选择220 nm 作为实验检测波长，目标组分的分离度最佳且峰面积的响应最适中，还能够降低杂峰的干扰。

3.1.2 流动相的选择

多环芳烃各组分具有相似的分子结构和性质，在色谱柱的保留时间也比较接近，需要使用梯度洗脱更有效地分离多环芳烃16 个组分。梯度洗脱程序见表2。

表2 梯度洗脱程序

3.1.3 流动相流速的确定

选择在4 种不同流速下测定多环芳烃标准物质，出峰情况见表3。

表3 不同流速下出峰情况 mL/min

根据测定结果，选择流动相流速1.20 mL/min 进行HPLC 分析，此时峰分离谱图效果最佳。

3.2 定性与定量分析

以多环芳烃标准物质的保留时间定性、峰面积定量，得到多环芳烃的标准色谱图，见图1。

图1 多环芳烃标准色谱图

3.3 标准曲线绘制

稀释乙腈中16 种多环芳烃标液，制备标准浓度分别为0.04，0.10，0.50，1.00，2.00，5.00 μg/mL 的标准样品，将标准系列注入液相色谱仪，根据HPLC 分析条件分离检测，得到多环芳烃标准色谱图，绘制以浓度为横坐标、峰面积为纵坐标的多环芳烃标准曲线［7］，见表4。

表4 回归方程及相关系数

3.4 质量控制

每个样品需在进行前处理之前加入一定含量的替代物十氟联苯，再按照前处理步骤依次进行，十氟联苯回收率需保证在60%～120%之间，超出十氟联苯回收率范围的样品视为无效。

3.5 检出限

根据HJ 168—2020《环境监测分析方法标准制订技术导则》附录A.1.1 中多组分目标化合物检出限的确定方法，分别取7 组10.0 g 石英砂作为空白试样，向其中加入20.0，10.0 μg/mL 的多环芳烃标准物质（加标量0.20 μg）。按照本方法经样品提取、浓缩、净化，最终将溶剂转化成乙腈，并准确定容至1.00 mL待测。检出限计算公式为［8］：

16 种多环芳烃检出限见表5。

表5 16 种多环芳烃检出限 μg/kg

3.6 精密度

向10.0 g 空白石英砂中分别加入含量为0.20，0.50，1.00 μg 的16 种多环芳烃标准物质，以代替实际样品做精密度测定。按照本方法经样品提取、浓缩、净化，最终将溶剂完全转化成乙腈，并准确定容至1.00 mL 待测。每个加标量按照相同步骤进行6次平行试验，结果见表6。

表6 16 种多环芳烃精密度

3.7 准确度

取10.0 g 厂区内土壤样品（取土深度为15 cm、干物质含量为92.1%），加入含量为1.00 μg 的多环芳烃标准物质做准确度测定，同时取10.0 g 样品不加标测定样品含量，按照本方法经样品前处理，溶剂转化成乙腈，并准确定容至1.00 mL 待测。按照相同步骤进行测定并计算加标回收率［5］，结果见表7。

表7 16 种多环芳烃准确度

4 结论

通过索氏提取、固相萃取净化，使用高效液相色谱紫外检测器定量分析，建立一种检测土壤中16 种多环芳烃的方法，通过实验测定土壤样品，加标回收率为67.0%～79.4%。由于土壤样品基体的复杂性，实验测定存在较多干扰，加标回收率并不是很高，未来应加强实验探究，通过改进前处理提取浓缩净化方式，减少实验过程中多环芳烃的损失，提高加标回收率。