快速溶劑萃取-高效液相色譜法測定室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴

盧嘉棋

(廣東德量環(huán)保科技有限公司，廣東 東莞 523000)

多環(huán)芳烴是一種由兩個或多個芳香環(huán)稠合在一起的持久性半揮發(fā)有機(jī)化合物，包括萘、蒽、菲、芘等一百多種化合物[1]，是一類廣泛普遍存在于大自然空氣、土壤、水以及各種食品中的有機(jī)污染物，也是最早被發(fā)現(xiàn)和研究的化學(xué)致癌物。由于其毒性、難降解且容易在生物體內(nèi)蓄積并能在環(huán)境持久存在，因而被視為是典型持久性有機(jī)污染物[2-3]。室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴的污染源主要來自抽煙的習(xí)慣、居民住房裝飾所用材料、部分家庭用煤或木材作為采暖燃料、中國特色的烹飪方式以及使用某些化學(xué)品而產(chǎn)生的揮發(fā)物等[4-7]。

目前多環(huán)芳烴氣體樣品的前處理方法主要有索氏提取法、超聲波提取法[8-9]。經(jīng)典的索氏提取法技術(shù)成熟，但是萃取時間長、提取劑用量大，萃取成本高；超聲波提取法雖然簡單快捷，但可能存在萃取不完全的情況[10-12]。本文用玻璃纖維濾膜采集室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴，用快速溶劑萃取法進(jìn)行萃取，然后用弗羅里硅土固相凈化柱凈化，濃縮后用高效液相色譜紫外檢測器檢測，本方法不僅能大大減少提取時間和萃取劑的用量，而且萃取效果良好，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，完全滿足室內(nèi)空氣中多環(huán)芳烴樣品的檢測需求。

1 實 驗

1.1 儀 器

U3000高效液相色譜儀，配紫外檢測器，賽默飛世爾科技公司；多環(huán)芳烴C18專用柱(4.6 mm×250 mm×5 μm)；E-916快速溶劑萃取儀，瑞士步琦有限公司；MV -5多通道平行濃縮儀，北京萊伯泰科儀器股份有限公司；2030型中流量環(huán)境顆粒物采樣器，青島嶗應(yīng)環(huán)境科技有限公司 ；1071型中流量多環(huán)芳烴采樣頭，青島嶗應(yīng)環(huán)境科技有限公司；玻璃纖維濾膜(直徑90 mm，在馬弗爐中于600 ℃加熱6 h以上)；弗羅里硅土固相凈化柱，上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 試 劑

乙腈(色譜純)，正己烷(色譜純)，丙酮(色譜純)，二氯甲烷(色譜純)，16種多環(huán)芳烴混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：含有萘、苊、苊烯、芴、蒽、菲、熒蒽、、芘、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、二苯并[a，h]蒽、苯并[g，h，i]苝和茚并[1，2，3-c，d]芘，標(biāo)準(zhǔn)溶液中各組分的質(zhì)量濃度均為100 mg/L(AccuStandard)；超純水。

1.3 液相色譜條件

液相色譜采用多環(huán)芳烴專用柱，流動相流速1.0 mL/min，柱溫35 ℃，進(jìn)樣量10 μL，用乙腈與水作流動相進(jìn)行梯度洗脫，梯度洗脫程序：60%乙腈+40%水，保持8 min；以4%/min的乙腈增量至100%乙腈，保持10 min，0.5 min乙腈減少至60%，保持至35 min。紫外檢測器波長為220 nm。

1.4 樣品采集

采樣前對采樣器的流量進(jìn)行校正，將處預(yù)理后的玻璃纖維濾膜安裝在濾膜固定架上，連接好中流量采樣器，以100 L/min流量連續(xù)采集室內(nèi)空氣24 h，采樣體積為144 m3，采樣結(jié)束取下濾膜，向里面對折，用鋁箔紙包好，密封在采樣盒中。

1.5 樣品處理

將濾膜放入快速溶劑萃取池中，用硅藻土填充滿萃取池，以正己烷-丙酮混合溶液(1∶1，V/V)作為提取劑，萃取溫度100 ℃，壓力100 bar，靜態(tài)萃取時間5 min，溶劑沖洗1 min，氣體沖洗3 min，循環(huán)2次，萃取完成后收集萃取液。將萃取液轉(zhuǎn)移至濃縮瓶中，溫度控制在40 ℃，濃縮至1 mL以內(nèi)，再向濃縮瓶中加入3 mL正己烷，再次濃縮至1mL以內(nèi)，將溶劑完全轉(zhuǎn)換為正己烷，定容至1 mL待凈化。先用4 mL二氯甲烷沖洗弗羅里硅土凈化柱，再用10 mL正己烷平衡凈化柱5 min，棄去流出的溶劑。將濃縮后樣品溶液全部轉(zhuǎn)移到凈化柱上，再用3 mL正己烷分3次潤洗裝樣品的容器，將洗滌液合并轉(zhuǎn)移到凈化柱上，棄去流出的溶劑。再用10 mL二氯甲烷/正己烷(1∶1，V/V)洗滌吸附有多環(huán)芳烴樣品的凈化柱，收集洗脫液于濃縮瓶中，溫度控制在40 ℃，濃縮至1 mL以內(nèi)，加入3 mL乙腈，再濃縮至1 mL以內(nèi)，重復(fù)1次，將溶劑完全轉(zhuǎn)換為乙腈，最后用乙腈定容至1 mL待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

分別量取適量的16種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液，用乙腈稀釋，配制成多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度分別為0.10 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.00 μg/mL和5.00 μg/mL 五個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)系列，在儀器最佳工作狀態(tài)下對標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測定，以多環(huán)芳烴的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，其對應(yīng)的峰高為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性相關(guān)系數(shù)。以3倍各組分信噪比、144 m3采樣體積計算各組分的方法檢出限，具體結(jié)果見表1。由表1結(jié)果可知：16種多環(huán)芳烴在0.10～5.0 μg/mL范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)r≥0.999，檢出限為0.06～0.20 ng/m3，本方法靈敏度高，結(jié)果可靠。

表1 16種多環(huán)芳烴線性方程與檢出限Table 1 Linear equations and detection limits for 16PAHs

2.2 方法精密度與加標(biāo)回收率

將儀器各參數(shù)調(diào)至最佳狀態(tài)，取18份空白濾膜，每組6份分成3組，分別加入含量為0.2 μg、1 μg、4 μg多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液，按本方法1.5進(jìn)行樣品前處理，平行測定6次，計算16種多環(huán)芳烴的平均加標(biāo)回收率以及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，具體結(jié)果見表2。

表2 16種多環(huán)芳烴精密度和平均加標(biāo)回收率Table 2 Precision and average spiked recoveries of 16PAHs

由表2結(jié)果可知：16種多環(huán)芳烴的平均加標(biāo)回收率為72.1%～106%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～9.3%，本方法精密度和準(zhǔn)確度高，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

采用玻璃纖維濾膜采集，快速溶劑萃取聯(lián)合高效液相色譜-紫外檢測法對東莞市某環(huán)保電廠車間室內(nèi)空氣進(jìn)行檢測，并以其作為本底，向空白玻璃纖維濾膜中加入含量為2 μg的多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液，按本方法1.4同時采集加標(biāo)樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，結(jié)果如表3所示。

表3 室內(nèi)空氣實際樣品加標(biāo)回收測定結(jié)果Table 3 Determination results of spiked recovery of actual samples of indoor air

由表3結(jié)果可知：16種多環(huán)芳烴的加標(biāo)回收率在70.8%～95.0%之間，實際樣品加標(biāo)回收實驗結(jié)果良好，結(jié)果可靠。

3 結(jié) 論

本文建立了玻璃纖維濾膜采集，快速溶劑萃取，高效液相色譜-紫外檢測法同時測定室內(nèi)空氣中16種多環(huán)芳烴。結(jié)果表明該方法方便快捷，線性好，靈敏度高，精密度高，與經(jīng)典的索氏提取法和超聲波提取法等前處理方式相比，更節(jié)省萃取劑用量、更省時，適用于快速批量檢測室內(nèi)空氣中16種多環(huán)芳烴的測定。