多环芳烃(PolycyclicAromaticHydrocarbons)的测定

85.2.4.1 苯并［a］芘的高效液相色谱法测定

方法提要

利用索氏提取原理，采用正己烷-丙酮(1+1)混合溶剂提取土壤中苯并［a］芘，提取液经硅胶柱净化、浓缩、定容后，高效液相色谱-紫外-荧光检测器串联检测，外标法定量。

方法适用于土壤、沉积物、固体废弃物等固体试样中苯并［a］芘的分析。取样量为10g时，方法检出限为0.60ng/g。

试样中共存色素、类酯化合物和其他性质相似污染物会干扰测定，需净化后测定。苯并［a］芘见光易分解，制样和测定时应尽可能避光操作。

仪器与装置

高效液相色谱仪带紫外检测器、荧光检测器。

旋转蒸发仪。

恒温水浴氮吹仪。

振荡器。

索氏抽提器。

固相萃取净化硅胶柱(1g，6mL)。

分析柱WastersPAHsC18液相色谱专用柱，250mm×4.6mm，粒径5μm;或C18液相色谱柱，250mm×4.6mm，粒径5μm。

试剂与材料

无水硫酸钠、氯化钠优级纯，在600℃高温炉中灼烧4h放置在干燥器中备用。

正己烷、丙酮等均为农残级。

甲醇HPLC级。

替代物标准p-三联苯称取固体三联苯替代物标准，以甲醇溶液溶解、定容，并用甲醇逐级稀释为10.0μg/mL储备液，-18℃下保存备用。

替代物标准1-氟萘100.0μg/mL有证标准物质。

标准储备溶液苯并［a］芘，-18℃下避光保存，购自国家标准物质中心。

铜粉和铜片使用前活化，活化方法参见85.2.2.1试剂与材料部分。

针头过滤器及注射器针头过滤器型号孔径0.45μm，直径4mm，聚四氟乙烯滤膜。

样品采集与保存

土壤样品采集时需要将已风化的表层土壤拔开，用金属采样铲将土壤样品装于250mL棕色广口瓶中，立刻贴上标签，标明有关信息，尽快送实验室检测。

潮湿土壤样品需要冷冻干燥，以除去其中水分。若无冷冻干燥设备可将土壤避光自然阴干，时间不宜过长，一般2～3d即可。土壤样品风干后进行粉碎，土壤颗粒达到40目以上即可进行分析。也可以不经干燥直接测定，但取样时同时进行含水量的测定，检测结果以干基报出。土壤样品保存在阴凉处，提取液40d内完成检测。

苯并(a)芘对光敏感。在样品采集、运输、储存以及分析全过程应尽可能避光操作，防止光解。

分析步骤

1)试样提取。称取10.00g土壤试样品及5g无水Na2SO4于100mL烧杯中，用玻璃棒将Na2SO4与土壤试样混匀后置于滤纸筒中，加入10.0μg/mL的三联苯和1-氟萘替代物标准溶液各10μL。滤纸筒转入索式提取器，添加70mL正己烷-丙酮(1+1)混合提取液，其中20mL浸泡试样。浸泡12h后，试样在75℃恒温水浴上提取24h。为了减少单质硫对检测的干扰，可将2～5粒铜片或0.5g铜粉与土壤试样混匀后抽提。提取液KD浓缩至5～10mL，氮气吹扫浓缩至2～3mL，待净化。

2)试样净化。净化硅胶柱预先用10mL10%丙酮-正己烷溶液、10mL正己烷活化后，待正己烷接近硅胶顶层时迅速将待净化样品提取液转入柱中，先用5mL正己烷淋洗，弃之，再用25mL正己烷-二氯甲烷(1+1)混合溶液淋洗，淋洗液用KD浓缩瓶承接，氮气浓缩，甲醇换相、最后定容至1.0mL，0.45μm有机滤膜过滤HPLC测定。

3)校准曲线。用甲醇分别稀释1.93μg/mL苯并［a］芘二级标准溶液，配制成0ng/mL、1.93ng/mL、9.65ng/mL、19.3ng/mL、28.9ng/mL、38.6ng/mL标准系列，每个标准系列点加入10μL的10.0μg/mL三联苯、1-氟萘替代物标准溶液。通过浓度与对应峰面积建立标准曲线。

4)高效液相色谱分析条件。流动相为甲醇溶液，流速1.2mL/min(恒流方式)，柱温40℃。紫外检测器(UV)，波长254nm。荧光检测器(FLD)，0～6min，激发波长(Ex)250nm，发射波长(Em)370nm;6～15min，激发波长294nm，发射波长430nm。

5)定性及定量分析。

a.定性分析。采用试样中待测目标物保留时间与标准目标物保留时间相比较的方式进行定性分析。检测方法采用荧光和紫外串联检测的方式。特别当有干扰存在时，应仔细分析荧光和紫外色谱图排除干扰。如果试样中待测目标物含量达到方法检出限5倍以上，需GC-MS确证。

b.定量分析。采用荧光和紫外串联检测的方式进行定量分析。以荧光检测定量为主，对有干扰存在应结合紫外检测情况综合确定。外标法定量。再根据试样测定浓度、称样量计算出试样中浓度。目标化合物峰面积和定量校准曲线可以由高效液相色谱仪工作站自动完成，定量校准曲线也可由EXCEL工作软件完成。对自动积分的峰面积应逐一检查各峰基线，对不合理基线进行必要修正。

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

对含量接近检出限水平的试样，可以采用与其浓度相近的标准单点校正。对于含量超过校准曲线上限的试样应稀释或减小取样量，使其峰面积保持在校准曲线的线性范围内，重新测定。

6)方法检出限。将质量为19.3ng的苯并［a］芘标准分别加入到空白土壤试样中，余下同试样分析，以3倍信噪比对应浓度作为方法检出限。取样10g时，方法检出限为0.60ng/g.。

7)质量控制。参考82.16.1苯并(a)芘的高效液相色谱法测定。

注意事项

参考82.16.1苯并(a)芘的高效液相色谱法测定。

85.2.4.2 土壤样品中16种多环芳烃的高效液相色谱法测定

方法提要

利用索氏抽提原理，采用二氯甲烷-丙酮(3+1)混合溶剂提取土壤试样中萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并［a］蒽、、苯并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽、苯并［a］芘、茚并［1.2.3-Cd］芘、二苯并［a.h］蒽、苯并［g.h.i］苝16种特定多环芳烃提取出来，提取液经净化(硅胶柱或GPC)、浓缩后，高效液相色谱-荧光-紫外检测器串联检测，外标法定量。

方法适用于土壤、沉积物、固体废弃物等试样中萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并［a］蒽、、苯并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽、苯并［a］芘、茚并［1.2.3-Cd］芘、二苯并［a.h］蒽、苯并［g.h.i］苝16种特定多环芳烃分析。

方法检出限与仪器灵敏度和样品基质有关，当取样量为10.0g时，本方法检出限在1.00～10.00ng/g之间。

仪器与装置

高效液相色谱仪荧光检测器和紫外检测器。

旋转蒸发仪。

氮吹仪。

振荡器。

硅胶层析净化柱(30cm×1.0cm)净化前加入6.0g活化好的硅胶，干法装柱或将6.0g硅胶放入20mL正己烷中湿法装柱。

分析柱德国Waters公司WatersPAHsC18或SupelcosilLC-PAH液相色谱专用柱，规格250mm×4.6mm，粒径5μm。

凝胶渗透色谱仪(GPC)带PhenomenexEnvirosepABCsize350×21.20mm0micron净化柱。

索氏抽提器带150mL平底烧瓶。

试剂

乙腈PLC级。

二氯甲烷、正己烷农残级。

无水硫酸钠、氯化钠在600℃高温炉中灼烧4h，冷却后存放在干燥器中备用。

替代物标准p-三联苯称取固体三联苯替代物标准，以甲醇溶液溶解、定容，并用甲醇逐级稀释为10.0μg/mL替代物储备液。替代物标准1-氟萘，直接购买有证标准物质。替代物标准物质均在-18℃下保存备用。将替代物标准添加到每个试样、标准和空白中，检验萃取、富集、净化和仪器分析过程中污染、损失、仪器分析误差以及样品基体对分析结果的影响。

标准储备溶液16种TCLPAHSMix标准溶液，萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并［a］蒽、、苯并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽、苯并［a］芘、茚并［1.2.3-Cd］芘、二苯并［a.h］蒽、苯并［g.h.i］苝等，浓度各2000μg/mL。

硅胶80～120目500℃高温炉中烘5h，冷却后存放在干燥器中备用。使用前在一个浅盘中于130℃活化至少8h，用金属铝箔轻轻覆盖，冷却后存放在干燥器中备用。

铜粉和铜片使用前活化，活化方法参见85.2.2.1试剂与材料部分。

针头过滤器及注射器针头过滤器型号孔径0.45μm，直径4mm，聚四氟乙烯滤膜。

分析步骤

1)土壤样品的预处理。试样提取:

准确称取10.00g土壤试样、10.0g无水硫酸钠于同一烧杯中，加入10μg/mL的1-氟萘替代物标准6μL、1.0g铜粉或铜片，搅拌均匀，无损移入滤纸筒内，上部盖一片滤纸，将滤纸筒装入索氏提取器中。在平底烧瓶中加入80mL二氯甲烷-丙酮(3+1)混合溶剂，其中20mL浸泡试样。浸泡12h后，在60℃恒温水浴上加热提取24h。如果采用方法1硅胶层析柱净化，待提取液冷却后，加入3mL正己烷，KD浓缩至2～3mL，再加入3mL正己烷，最后浓缩到2～3mL，接试样净化方法1。当采用GPC净化时二氯甲烷滤液旋转蒸发至5mL，再转移至5mL比色管定容至3.00mL，接方法2GPC净化。样品净化一般污染样品净化选择硅胶层析柱净化方法，色素、脂类污染较重选择GPC净化。

方法1硅胶层析柱净化。将10mL二氯甲烷-正己烷(2+3)混合试剂和20mL正己烷通过硅胶层析净化柱(规格30cm×1.0cm)，待正己烷快要流完时，用5mL正己烷将待净化试液转移至柱上。在硫酸钠层快要露出空气之前，加25mL正己烷淋洗硅胶柱，弃去流出液。然后用25mL二氯甲烷-正己烷(2+3)淋洗硅胶柱，收集淋洗液在30mLKD浓缩瓶中，加1mL乙腈，氮气吹至0.5mL，再加2mL乙腈，再次氮气吹到0.5mL，最后乙腈定容至1.0mL，0.45μm滤膜过滤，HPLC检测。

方法2GPC净化。待净化试液定容至3.0mL，取2.5mL上GPCPhenomenexEnvirosepABCsize350×21.20mm净化柱。GPC的流动相为二氯甲烷，定量环为2mL，紫外检测器。清洗15min后上样，流速为5mL/min，柱温24℃，收集所需馏分时间为18～26min，排出废液时间为5min。收集的馏分加入1mL乙腈，旋转蒸发至约为5mL，氮气吹到0.5mL，再加入2mL乙腈，氮气吹到0.5mL，最后乙腈定容至1.0mL，0.45μm有机相滤膜过滤，HPLC检测。

2)校准曲线。配制0.00ng/mL、5.00ng/mL、10.0ng/mL、20.0ng/mL、40.0ng/mL、80.0ng/mL标准溶液系列，各标准点加入10.0μg/mL1-氟萘、三联苯替代物各6μL。通过浓度与对应峰面积建立标准曲线。

3)高效液相色谱分析条件。A泵乙腈;B泵水;柱温30℃;流速1.5mL/min;进样量20μL;梯度洗脱，洗脱程序见表85.21。紫外波长，280nm;荧光检测器激发、发射波长见表85.22。

表85.21 梯度洗脱程序

表85.22 荧光检测器激发、发射波长

续表

4)色谱图。

图85.7 Waters PAHC18柱荧光检测多环芳烃液相色谱图

5)定性及定量分析。

a.定性分析。采用与标准目标物保留时间相比较的方式对试样待测目标物进行定性分析。对有干扰存在或试样待测目标物含量达到方法检出限5倍以上的组分，需要进行气相色谱-质谱确证或其他方法确证。

b.定量分析。采用荧光和紫外串联检测的方式进行定量分析。以荧光检测定量为主，对有干扰存在的目标物应结合紫外检测情况综合确定定量的方式。定量方法为外标法。对自动积分的峰面积应逐一检查各峰基线，对不合理基线进行必要修正。

根据试样目标物测定浓度、萃取液定容体积和称样量计算出样品中目标化合物浓度。

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

由5个浓度水平建立的校准曲线的线性相关系数必须满足R2≥0.995以上。对含量接近检出限水平的试样，可以采用与其浓度相近的标准单点校准。对于含量超过校准曲线上限的试样应减小取样量，重新测定，使其峰面积保持在校准曲线的线性范围内。

6)方法性能指标。仪器的精密度、检出限、加标回收:以10ng/mL16种PAHS混合标准溶液平行测定10次，计算相对标准偏差RSD。以3倍于噪声的信号对应浓度作为仪器检出限。参见82.16.26)方法性能指标。

将质量为30.00ng的16PAHs种混合标准和60ng1-氟萘替代物标准加入到土壤试样中，按试样分析步骤进行分析，基体加标回收率在76.4%～111%，替代物1-氟萘回收率为83.7%～103%。

荧光检测器的线性范围小于紫外检测器线性范围，特别是苯并［k］荧蒽由于有非常高的响应值，线性范围较窄，可以通过稀释或减小进样量使分析浓度保持在线性范围内。

85.2.4.3 16种多环芳烃的气相色谱-质谱法(GC-MS)测定

方法提要

多环芳烃在二氯甲烷、正己烷和丙酮等有机溶剂中有较大溶解度，采用二氯甲烷-丙酮(2+1)混合溶剂提取土壤样品中的16种特定多环芳烃，提取液经硅胶层析柱或凝胶渗透色谱净化、浓缩、定容后GC-MS选择离子检测。

方法适用于土壤、沉积物等样品。方法检出限与仪器灵敏度和样品基质等条件有关，当取样量为10.0g时，本方法检出限在2.0ng/g。

干扰情况同85.2.4.2。

仪器与装置

气相色谱-质谱联用仪EI源，带自动进样器。

凝胶渗透色谱仪(GPC)美国OI公司。带PhenomenexEnvirosepABCsize350×21.20mm0micron净化柱。

色谱柱Rtx-5Sil-MS弹性石英毛细柱30m×0.32m，0.25μm膜后或性质相似色谱柱。

硅胶层析净化柱规格30cm×1.0cm。填6g活化后的硅胶。

旋转蒸发器氮气吹扫仪。

索氏抽提器带150mL平底烧瓶。

试剂

二氯甲烷、正己烷、丙酮均为农残级。测定前应进行空白检验。

无水硫酸钠、氯化钠分别在600℃马弗炉中灼烧4h，冷却后存放在干燥器中备用。

16种多环芳烃标准溶液苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并［a］蒽、、苯并［b］荧蒽、苯并［k］荧蒽、苯并［a］芘、茚并［1.2.3-cd］芘、二苯并［a.h］蒽、苯并［g.h.i］芘，各化合物浓度为2000μg/mL。

氘代标记内标化合物溶液氘代苊、氘代菲、氘代、氘代苝，各化合物浓度为500μg/mL。

替代物溶液1-氟萘，三联苯-d14，1mg/mL甲醇溶液。-18℃温避光保存。

硅胶80～120目500℃马弗炉中灼烧5h，冷却后保存在干燥器中备用。使用前在一个浅盘中于130℃至少活化8h，冷却后存放在干燥器中。

铜粉或铜片使用前活化，活化方法参见85.2.2.1试剂与材料部分。

样品采集与保存

参见85.2.4.1的采集与保存部分。

分析步骤

1)提取。同85.2.4.2，其中原方法中替代物标准p-三联苯改为三联苯-d14，替代物标准加标量为50ng。

2)净化。

方法1硅胶层析柱净化。土壤样品提取液经浓缩后完全转移到事先已分别用10mL二氯甲烷-正己烷、25mL正己烷淋洗过硅胶层析柱上，再用2mL正己烷来定量完全样品转移。在硫酸钠层刚刚露出空气之前，加25mL正己烷淋洗硅胶柱，弃之流出液。然后用25mL二氯甲烷-正己烷(1∶1，V∶V)淋洗硅胶柱，淋洗液收集在30mLKD浓缩瓶中，N2吹至0.5mL，加正己烷2mL，N2再次吹至1mL，加入10μg/mL内标氘代苊、氘代、氘代菲和氘代苝6μL，最后定容至1.0mL，GC-MS测定。

方法2GPC净化。净化方法基本同85.2.4.2实验方法。只是收集的PAHs馏分试液换相成正己烷相，定容前加入内标氘代苊、氘代、氘代菲和氘代苝各60ng，最后定容至1.0mLGC-MS测定。

3)GC-MS分析条件。

色谱条件。进样口温度，290℃;不分流进样，进样量1μL。柱前压12×6895Pa。升温程序，初温80℃，保持1min，再以10℃/min升温至300℃，保持3min。

质谱条件。离子源温度220℃;接口温度，280℃;扫描范围为50～400m/z;电离电压，70eV。定性分析采用全扫描方式，定量分析采用选择离子检测SIM，各目标化合物检测特征质量数见表85.23。

表85.23 目标化合物检测特征离子

GC-MS仪器调谐。参见85.2.2.2实验方法。

4)校准曲线。用正己烷将多环芳烃标准储备液(2000μg/mL)逐级稀释至10.0μg/mL，再稀释配成0.00ng/mL、10.0ng/mL、50.0ng/mL、100ng/mL、200ng/mL标准系列。氘代内标溶液以正己烷稀释至10.0μg/mL。定容前将替代物标准、内标加到标准系列中，加标量与试样同。

5)多环芳烃标准溶液的总离子流色谱图见图85.8所示。

图85.8 16种多环芳烃标准溶液总离子流图

6) 定性及定量分析。

定性分析: 参见 85.2.1 定性分析部分。

定量分析: 定量方法为内标法，参见 85.2.1 定量分析部分。。

7) 方法性能指标。取 10.0g 土壤，加入 50.0ng 替代物标准，20.0ng 16 种多环芳烃混合标准，之后与试样预处理和分析步骤相同。测定回收率为 75.4%～96.2%。

8) 质量控制。批量样品质量控制及过程控制参见 85.2.2 有机氯农药分析方法。