固相萃取
——高效液相色譜——雙檢測器法測定垃圾滲濾液中的多環芳烴

楊嘉慧,陳飛龍, 侯軍沛,王 威

(廣東省科學院，廣東省測試分析研究所(中國廣州分析測試中心)，廣州 510070)

多環芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons , PAHs)是一類廣泛存在于水、土壤和大氣以及其它所有的環境介質中[1]，具有致癌、致畸、致突變作用的有機污染物[2, 3]。許多國家和組織都制定了監測水中多環芳烴的特征污染物和相對應的限值。美國環保局(US EPA)規定地表水中16種多環芳烴的總量不得高于0.0002 mg/L[4];我國環保部規定了16種多環芳烴在水中苯并[a]芘的含量應低于0.01 μg/L，多環芳烴的總量不得高于0.002 mg/L[5]。固相萃取作為一種高效的樣品前處理富集技術，已被廣泛用于處理水中痕量有機污染物，與傳統的液液萃取相比具儀器簡單、操作方便、有機溶劑量少，萃取速度快，不易乳化、適合較大體積的水樣中非揮發性痕量有機污染物的吸附富集等優點[6-9]。高效液相色譜法是一種分析環境中痕量有機污染物的常用方法，具有分離效果好、選擇性高、檢測靈敏度高等優點，能夠很好的滿足檢測要求[10]。

隨著城市化進程的加快和人民生活水平的不斷提高，中國的人均日產垃圾約為1kg，并且每年還在以8%～10%的速度增長[11]。垃圾填埋場是城市各種廢物的最終歸屬地，其所產生的滲濾液中含有大量包含多環芳烴在內的持久性有機污染物，對土壤和地下水造成潛在的危害。因此，研究垃圾滲濾液中多環芳烴對于防治土壤和地下水污染有著十分重要的意義。

本文以垃圾滲濾液為研究對象，通過固相萃取結合高效液相色譜技術，建立了垃圾滲濾液中16中多環芳烴的分析方法，并對該方法的分析條件進行優化，對方法準確度、精密度和回收率進行了討論研究，為垃圾滲濾液中多環芳烴的定性、定量檢測分析提供了依據。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

主要儀器：Agilent 1260 液相色譜儀(美國Agilent公司)；HPE-6B平行真空濃縮蒸發儀(天津恒奧公司)；固相萃取儀(德國CNW公司)。

試劑與耗材：二氯甲烷(色譜純，德國CNW公司)；甲醇(色譜純，美國Honeywell公司)；乙腈(色譜純，美國Honeywell公司)；無水硫酸鈉(分析純，廣州化學試劑廠)；氯化鈉(分析純，廣州化學試劑廠)；C18固相萃取柱(美國Agilent公司，500 mg, 6 cc)；硅酸鎂固相萃取小柱(島津GLWondaSep, 500 mg, 6 cc)標準溶液：16種多環芳烴標準溶液200 μg/mL(美國Ultra公司)。

1.2 樣品前處理

本實驗分析用垃圾滲濾液樣品采集自廣州市興豐生活垃圾衛生填埋場，樣品采集后經過濾膜過濾掉表面雜質，隨后進行以下固相萃取過程：

活化與富集：先用10mL二氯甲烷預洗C18固相萃取柱，使溶劑流經凈。接著用10mL甲醇和10mL水分兩次活化C18柱；在500mL樣品中加入5g氯化鈉和10 mL甲醇，混合均勻后以5 mL/min的流速流經已活化好的C18柱;

洗脫：用5mL二氯甲烷以2 mL/min的流速洗脫樣品，收集洗脫液。用2 mL二氯甲烷洗樣品瓶，并入洗脫瓶；將洗脫液濃縮至0.5～1.0mL，加入3mL乙腈，再濃縮至約1.0mL，待凈化；凈化與濃縮：將固相萃取柱固定在固相萃取裝置上，用10mL甲醇和10mL水分兩次活化萃取柱，將濃縮后的1.0mL洗脫液轉入柱內，開始收集流出液，用2mL二氯甲烷分3次洗滌濃縮瓶，將洗液全部并入柱內，用5mL二氯甲烷進行洗脫，收集全部洗脫液；將凈化后洗脫液濃縮至約0.5mL，加入3mL乙腈，再濃縮至約0.5mL，用乙腈定容至1.0mL。

1.3 色譜條件

色譜柱：Pursuit PAH 5(島津);色譜柱：C18 5×4.6×250mm；柱溫：35 ℃；流量：1.0 mL/min；檢測器：熒光檢測器，二極管陣列檢測器；波長：熒光檢測器：Ex=275nm，Em=350nm，二極管陣列檢測器：230nm；進樣量：20μL；流動相：水-甲醇；梯度洗脫程序：0.00min至20.00min保持80%甲醇/20%水，20.01min至32.50min升至95%甲醇/5%水，保持至55.00min，55.01min至60.00min降至80%甲醇/20%水，保持至結束。

2 結果與討論

2.1 色譜柱的優化

為了實現16種目標化合物的有效分離，分別采用Pursuit PAH 5液相色譜柱和C18液相色譜柱進行試驗，其分離效果對比如圖1所示。結果發現采用C18色譜柱時，無法滿足所有化合物有效分離，無法滿足分析需求。而采用Pursuit PAH 5液相色譜柱可實現16種目標化合物的有效分離，可滿足實驗要求，因此后續試驗皆選用此柱。

圖1 兩種液相色譜柱分離16種多環芳烴標準溶液的色譜圖

2.2 檢測器的優化

為了實現16種目標化合物的有效分離，分別采用二極管陣列檢測器、熒光檢測器和二極管陣列檢測器+熒光檢測器進行試驗，其分離效果對比如圖2所示。結果發現采用極管陣列檢測器、熒光檢測器分別試驗時，無法滿足所有化合物有效響應，無法滿足分析需求。因而采用二極管陣列檢測器+熒光檢測器進行試驗，結果如圖3所示，發現16種目標化合物實現有效的相應，因此采用雙檢測器串聯的方法可滿足實驗要求。

圖2 兩種檢測器分別檢測16種多環芳烴標準溶液的色譜圖

圖3 兩種檢測器聯合分析16種多環芳烴標準溶液的色譜圖

2.3 線性范圍和檢出限

按以上儀器的測試方法，配制質量濃度相當于0.2 mg/L的標準溶液，用液相色譜連續進行7次檢測，采用檢出限=3.143×七次平行測定的標準偏差的算法[12]，其線性方程和檢出限數據如表2所示。結果表明：16種多環芳烴的線性良好，相關系數(R)>0.9990，檢出限為0.002-0.010μg/L。

表1 16種多環芳烴的線性回歸方程、相關系數、檢測限及線性范圍

2.4 方法精密度和準確度

分別量取500mL樣品6份，分別記為A、B、C、D、E、F，每份樣品加標量為0.5μg，按照上述的前處理過程和色譜條件分析樣品，并得到各個加標樣品的回收率，以考察方法的準確度和精密度，結果如表2所示。由表可知，其平均回收率在82.0%-92.3%之間，相對標準偏差則在0.742%～8.72%之間，小于30%。實驗證明，在所選儀器條件下，同一試驗樣品的重現性較好。

表2 樣品中16種多環芳烴含量的回收率和相對標準偏差(n=6)

3 結論

采用固相萃取方法處理樣品，用高效液相色譜儀采用雙檢測器法進行測定，優化了實驗和儀器條件并對方法進行驗證，建立快速、準確的垃圾滲濾液中多環芳烴類化合物的檢測方法。以二氯甲烷為洗脫液，將洗脫液經濃縮、硅酸鎂固相萃取小柱凈化后采用液相色譜分析，色譜柱類型為Pursuit PAH型，結合二極管陣列和熒光檢測器進行檢測。實驗結果證明該方法具有高效簡便，準確可靠的特點，可作為垃圾滲濾液中多環芳烴檢測的參考方法。