楊平華，曾祥暉

（1.九江學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，功能有機(jī)分子制備與應(yīng)用九江市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 九江 332005；2.九江市環(huán)境監(jiān)測保護(hù)站，江西 九江 332000）

0 引 言

多環(huán)芳烴（PAHs）是一類典型的持久性有機(jī)污染物（POPs），可通過呼吸道、皮膚以及消化道等進(jìn)入到人體，威脅人類的健康[1]。PAHs主要為石油、煤等化石燃料等不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生，所有有機(jī)物的加工、使用或焚燒的地方等都有可能會(huì)產(chǎn)生多環(huán)芳烴。迄今已發(fā)現(xiàn)的200多種PAHs，其中16種組分已被美國環(huán)保署列入優(yōu)先控制污染物名單。

目前，測定土壤中PAHs的方法主要有：氣相色譜法（GC）[2]，高效液相色譜法（HPLC）[3-4]，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）[5]及熒光法[6]等。 其中，GC-MS具有儀器昂貴、操作復(fù)雜及使用成本高等缺點(diǎn)，氣相色譜法不適于分析具有較高沸點(diǎn)及在高溫下會(huì)分解的多環(huán)芳烴，熒光法只能測定多環(huán)芳烴的總量，而應(yīng)用最多的方法則是HPLC。目前研究較多的前處理方法包括索式提取法[7]、微波提取法[8]、超聲萃取法[9]、加速溶劑萃取[10]、超臨界二氧化碳萃取法[11]、分散液相微萃取[12]、分散固相萃取[13]及基質(zhì)固相分散-加壓溶劑萃取法[14]等。

鄱陽湖是中國最大的淡水湖，其水系流域面積約占江西省總面積的97%，是維護(hù)全球與區(qū)域環(huán)境的重要湖泊。目前，相對于我國其他地區(qū)，有關(guān)鄱陽湖區(qū)域PAHs的研究基本為空白，僅有少量關(guān)于其他類POPs如有機(jī)氯農(nóng)藥等的研究報(bào)道[15-20]。因此，建立測定鄱陽湖濕地土壤中的多環(huán)芳烴的方法將為獲得鄱陽湖濕地多環(huán)芳烴的的污染狀況，并進(jìn)一步開展其污染特征與來源解析的研究提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

LC-20AT型高效液相色譜儀（配RF-10AXL熒光檢測器，日本島津）；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）；KQ 2200B型超聲波震蕩器（昆山市超聲儀器有限公司）。15種多環(huán)芳烴混標(biāo)，包括萘、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并（a）蒽、 、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、二苯并（ah）蒽、苯并（ghi）苝、茚苯（123-cd）芘，購于百靈威試劑公司，質(zhì)量濃度均為10μg/mL。無水Na2SO4（450℃馬弗爐中灼燒6h后備用）；丙酮和正己烷：均為分析純，用前經(jīng)全玻璃系統(tǒng)二次蒸餾。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品采集與處理

樣品采于鄱陽湖核心區(qū)域——吳城保護(hù)區(qū)的湖中濕地表層土壤（0～20cm），采集3點(diǎn)樣品后混合處理得到平均試樣。將采集的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，置于陰暗處陰干，后把土塊壓碎，除去石塊、殘根等雜物，再用四分法取風(fēng)干樣品200～300g放在研缽中研磨后全部過100目篩。最后經(jīng)處理過的土壤樣品在-4℃下密封保存，待用。

1.2.2 樣品的提取和凈化

由于不同文獻(xiàn)對土壤中多環(huán)芳烴的提取方法各不相同[7-14]，因此考察了3種常見提取方法，具體參數(shù)見表1。稱取10.00 g土壤樣品，10.00 g無水硫酸鈉，2.00 g銅粉，混合均勻后分別按照表1的條件提取其中的多環(huán)芳烴，提取液進(jìn)行抽濾，將濾液轉(zhuǎn)移到燒瓶中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1 mL，加入20 mL正己烷進(jìn)行溶劑置換，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至近1 mL。再用2次約1mL正己烷使之完全過裝有硅膠的層析柱（至下而上分別裝有10cm的硅膠，1～2cm的銅粉，1～2cm的無水硫酸鈉）進(jìn)行凈化，以8 mL正己烷預(yù)洗，再以15 mL的正己烷-二氯甲烷（3∶2）混合溶液洗脫，收集正己烷與二氯甲烷洗脫液，在30℃下恒溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1～2 mL加入20 mL乙腈再次進(jìn)行溶劑置換，在60℃下恒溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1mL，將濃縮液轉(zhuǎn)移并定容至4mL，待高效液相色譜分析。

1.2.3 色譜分析

色譜柱為日本島津技邇公司的Inertsil ODS-3液相色譜柱，填料粒徑為 4.6 mm×250 mm×5 μm，不銹鋼柱。流動(dòng)相：A為水，B為甲醇；進(jìn)樣量為20μL。其他可以選擇條件如流量、柱溫、梯度洗脫程序及熒光檢測器波長變換程序根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。

表1 土壤樣品中多環(huán)芳烴的提取條件

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件選擇

研究不同高效液相色譜分離條件對15種多環(huán)芳烴分離效果的影響，采用不同的色譜條件對標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分離，根據(jù)出峰的多少、分離效果及分離時(shí)間等進(jìn)行評價(jià)。最后優(yōu)化的的色譜條件為：進(jìn)樣量為20 μL、流量為 1 mL/min、柱溫 30℃，流動(dòng)相梯度淋洗程序見表2，熒光檢測器波長變換程序見表3。

表2 流動(dòng)相梯度淋洗程序

表3 熒光檢測器波長變換程序

2.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖

在優(yōu)化的色譜條件下，15種多環(huán)芳烴混標(biāo)（500ng/mL）的色譜圖如圖1所示。由圖可知，各種多環(huán)芳烴分離較好，在55min內(nèi)全部出峰。

圖1 15種多環(huán)芳烴混標(biāo)的色譜圖

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

將質(zhì)量濃度為10 μg/mL的多環(huán)芳烴混標(biāo)用乙腈依次逐級稀釋為5～500ng/mL的操作溶液。在優(yōu)化的色譜條件下進(jìn)行高效液相色譜分析，根據(jù)色譜圖，得到15種多環(huán)芳烴組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線。15種多環(huán)芳烴的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程、回歸系數(shù)及線性范圍見表4。 由表可知，除 、苯并（b）熒蒽及二苯并（ah）蒽外，其他多環(huán)芳烴的線性范圍均滿意。

表4 多環(huán)芳烴的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程、相關(guān)系數(shù)及線性范圍

2.4 提取條件與方法比較

考察7組不同提取條件與方法對多環(huán)芳烴提取效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)：采用丙酮+正己烷（1∶1）為提取溶劑，超聲提取法提取40min，總?cè)軇┝繛?0mL（10g 樣品）效果好。 同時(shí)，采用丙酮+正己烷（1∶1）為提取溶劑，索式提取法提取24h，總?cè)軇┝繛?20mL（10g樣品）效果也好。但考慮到索式提取法耗時(shí)更長，消耗溶劑也更多，因此選擇更綠色環(huán)保的超聲提取法為優(yōu)化方法。

2.5 樣品測定

采用優(yōu)化的提取方法與高效液相色譜測定條件對鄱陽湖吳城濕地的土壤樣品進(jìn)行測定，測定結(jié)果見表5。結(jié)果表明鄱陽湖濕地土壤中存在一定量的多環(huán)芳烴污染，需要進(jìn)一步研究其污染狀況。樣品中各多環(huán)芳烴的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.5%～9.1%，說明方法精密度較高。

2.6 回收率

按試驗(yàn)方法對空白樣品加入混合多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品溶液（100 ng/mL）1.0 mL，按照實(shí)驗(yàn)方法中樣品處理方法進(jìn)行提取，制得4 mL測試溶液，并在優(yōu)化色譜條件下平行測定5次，計(jì)算回收率與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表6。由表可知：回收率在76.8%～115.1%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.3%～5.8%之間，可滿足美國環(huán)保局關(guān)于痕量分析基質(zhì)加標(biāo)回收率要求，表明方法準(zhǔn)確、可靠，可用于鄱陽湖濕地土壤中多環(huán)芳烴分析。

3 結(jié)束語

建立了提取并測定鄱陽湖濕地土壤中多環(huán)芳烴含量的高效液相色譜方法?？疾炝瞬煌崛》椒ㄅc提取試劑對提取效果的影響，結(jié)果表明：以丙酮+正己烷（1∶1）為提取溶劑，超聲提取法提取 40 min，總?cè)軇┝繛?0 mL（10.00 g樣品）提取效果最佳；還優(yōu)化了高效液相色譜法測定15種多環(huán)芳烴的色譜條件：進(jìn)樣量為20μL、流量為1mL/min、柱溫30℃，適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)相梯度淋洗程序與熒光檢測器波長變換程序。在優(yōu)化的提取方法與測定條件下，建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線，考察了回收率，并對鄱陽湖吳城濕地土壤樣品進(jìn)行測定，結(jié)果為：未檢出-119.67ng/g。提出的方法為獲得鄱陽湖濕地多環(huán)芳烴的的污染狀況，并進(jìn)一步開展其污染特征與來源解析的研究提供了基礎(chǔ)。

表5 鄱陽湖濕地土壤中多環(huán)芳烴含量1）

表6 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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