超聲提取-GC/MS測(cè)定土壤中苯胺和硝基苯

袁艷麗，張書玉，劉 成，李新麗，蔡英杰

(江蘇省理化測(cè)試中心，江蘇 南京 210042)

苯胺和硝基苯都是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于化工、制藥、農(nóng)藥、印染等領(lǐng)域，隨著使用量的大幅增加，環(huán)境中的排放與殘留量也日趨增多，它們會(huì)通過(guò)廢水排放、降水滲透等途徑導(dǎo)致土壤污染[1]。苯胺和硝基苯都具有致癌、致畸和致突變的作用，被列入我國(guó)優(yōu)先控制污染物名單中[2]，因此加強(qiáng)這兩種物質(zhì)的檢測(cè)十分重要。苯胺類和硝基苯類常用的檢測(cè)方法有氣相色譜法[3-5]、液相色譜法[6-7]、氣質(zhì)聯(lián)用法[8-9]等，由于土壤基質(zhì)較為復(fù)雜，采用氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)的方法，可以減少假陽(yáng)性的出現(xiàn)。土壤中半揮發(fā)性有機(jī)物的前處理方法有索氏提取、加壓流體萃取、超聲波萃取法等[9-10]。索氏提取法簡(jiǎn)單易操作，但是耗時(shí)較長(zhǎng)，不適宜處理批量樣品；加壓流體萃取裝置的操作較復(fù)雜，對(duì)操作人員的要求較高，也限制了它在土壤批量樣處理中的應(yīng)用。超聲波輔助提取是一種安全簡(jiǎn)單，方便有效的前處理方式，已經(jīng)成為一種常用的土壤有機(jī)物檢測(cè)的前處理手段，本文綜合文獻(xiàn)[9-10]中的方法，通過(guò)優(yōu)化提取方法，實(shí)現(xiàn)批量土壤樣品的苯胺和硝基苯的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：Agilent 7890B/5977A氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫)；KQ-400KDE超聲波萃取儀(昆山市超聲儀器有限公司)；SC-3610離心機(jī)(安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(日本東京理化)；MTN-2800W氮吹儀(天津奧特賽恩斯儀器有限公司)。

試劑：苯胺和硝基苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度均為1000 μg/mL(北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司)；佛羅里硅土SPE柱(1 g，6 mL)(上海安譜科技)；二氯甲烷(默克)，色譜純；丙酮(默克)，色譜純；無(wú)水硫酸鈉(AR)。

1.2 儀器條件

HP-5MS色譜柱(30 m*0.25 mm*0.50 μm)；載氣：高純氦；柱流量：1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度：280℃；分流比：5∶1；進(jìn)樣量：1 μL；柱溫：60℃(1 min)-10℃/min-120℃(1 min)-20℃/min-260℃(15 mins)；離子源：EI源；電離能量：70 eV；離子源溫度：230℃；四極桿溫度：150℃；接口溫度：280℃；采集模式：選擇離子(SIM)；溶劑延遲：7 min；苯胺的特征選擇離子是：65、66、93；硝基苯的特征選擇離子是：51、77、123。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將濃度為1000 μg/mL苯胺、硝基苯的標(biāo)準(zhǔn)溶液各自稀釋到100 μg/mL，然后各取2 mL至10 mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，得到濃度為20 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，再將該標(biāo)準(zhǔn)混合溶液逐級(jí)稀釋，得到濃度為0.5、1.0、2.0、5.0、10、20 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線系列。

1.4 樣品前處理

稱取約20 g制備好的樣品，加入一定量的無(wú)水硫酸鈉，攪拌，使試樣呈流沙狀。加30 mL二氯甲烷：丙酮(V/V=1∶1)混合溶液，超聲，萃取20 min，離心，取上清液，再重復(fù)提取一次，合并兩次的提取液，過(guò)無(wú)水硫酸鈉柱脫水，然后40℃旋蒸，濃縮至約2 mL。將濃縮液轉(zhuǎn)移至刻度氮吹管中，用少量二氯甲烷：丙酮(V/V=1∶1)混合溶液沖洗旋蒸瓶?jī)纱?，合并全部的濃縮液，再氮吹濃縮至約1 mL，取佛羅里硅土SPE柱，先用10 mL正己烷活化柱子，待小柱快干的時(shí)候，將上述濃縮液轉(zhuǎn)移到小柱上，用8 mL二氯甲烷：丙酮(V/V=1∶1)進(jìn)行洗脫，接收至10 mL的氮吹管中，氮吹至近干，加乙腈定容至1 mL，過(guò)0.45 μm微孔濾膜后，進(jìn)GC/MS分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理?xiàng)l件的選擇

2.1.1 提取溶液的選擇

本方法采用了二氯甲烷-丙酮(V∶V=1∶1)，正己烷-丙酮(V∶V=1∶1)，以及常用的提取試劑乙腈，對(duì)添加有苯胺和硝基苯的空白土壤樣品進(jìn)行提取效果比較。結(jié)果表明，乙腈由于滲透性強(qiáng)，溶解性好，提取液中雜質(zhì)較多；正己烷-丙酮和二氯甲烷-丙酮的提取液中雜質(zhì)相對(duì)較少，但二氯甲烷-丙酮提取的樣品回收率較高，最終選擇二氯甲烷-丙酮(V∶V=1∶1)作為提取溶劑。

2.1.2 提取條件的選擇

由于所用超聲波提取儀功率固定，所以，以超聲時(shí)長(zhǎng)為考察對(duì)象，比較超聲10、20、30 min條件下的提取效果，結(jié)果表明，超聲30 min的回收率和超聲20 min的結(jié)果相差不多，考慮時(shí)間效率，采用超聲20 min。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

取配制好的濃度為0.5、1.0、2.0、5.0、10、20 μg/mL的苯胺及硝基苯的混合溶液各1 μL，進(jìn)樣，以目標(biāo)化合物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，目標(biāo)化合物定量離子響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見(jiàn)表1，濃度為2.0 μg/mL的標(biāo)樣譜圖見(jiàn)圖1。

表1 苯胺和硝基苯的標(biāo)準(zhǔn)曲線

從表1可以看出，苯胺及硝基苯在0.5～20 μg/mL的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)γ均大于0.999。按照HJ168-2010規(guī)定的檢出限的測(cè)定方法，平行測(cè)定苯胺和硝基苯添加量均為0.05 mg/kg的石英砂空白樣品7次，得到本方法中苯胺和硝基苯的檢出限均為0.01 mg/kg。

2.3 方法的回收率及精密度

對(duì)苯胺和硝基苯添加濃度分別為0.10 mg/kg、0.50 mg/kg的2個(gè)土壤樣品進(jìn)行6次平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 苯胺及硝基苯的回收率和精密度

結(jié)果顯示，二者的平均加標(biāo)回收率均在80%以上，RSD均小于10%，可見(jiàn)本方法具有良好的回收率和精密度。

3 結(jié)論

本文通過(guò)優(yōu)化超聲波輔助提取的條件，利用氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定土壤中的苯胺和硝基苯。該方法前處理簡(jiǎn)單方便、易操作，凈化效果理想，采用選擇離子(SIM)方式采集數(shù)據(jù)，可以提高方法的靈敏度，硝基苯和苯胺的檢出限均可達(dá)到0.01 mg/kg，同時(shí)該方法的精密度和準(zhǔn)確度也較好，可以滿足批量土壤中苯胺和硝基苯的檢測(cè)要求。