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测定土壤中20种SVOCs——加压流体萃取-固相萃取-气质法

莱伯泰科
2020.4.17

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前言

2016531日,《土壤污染防治行动计划》(简称土十条”)正式由国务院印发实施,此后两年多的时间里环境土壤普查已覆盖全国, 2018622日,《GB36600-2018 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》发布,同年8月实施,可见土壤中半挥发性有机物的检测已经成为重中之重。

目前市场上大部分加速溶剂萃取仪,每次萃取样品后都需要手动更换萃取罐以及系统清洗等操作,无法实现自动化,降低了实验效率,本次实验使用的莱伯泰科Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪能够实现自动更换萃取罐,可连续萃取30个样品,大大提高了萃取效率。本实验参考环境标准《HJ 834-2016土壤和沉积物半挥发性有机物的测定气相色谱-质谱法》,建立了土壤中20种SVOCs由萃取、净化、浓缩到检测的一整套方案。

1、仪器和设备

1.1 Flex-HPSE 全自动高效快速溶剂萃取仪(莱伯泰科公司);

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1.2MultiVap-10定量定量浓缩仪(莱伯泰科公司);

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1.3 SPE1000全自动固相萃取系统(莱伯泰科公司

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1.4  7890B-5977B气质联用仪(安捷伦科技公司)

2、试剂和样品

2.1丙酮(色谱级,Fisher公司);

2.2 二氯甲烷(色谱级,Fisher公司);

2.3正己烷(色谱级,Fisher公司);

2.4 Flex-HPSE萃取溶剂:二氯甲烷+丙酮(1+1 V/V);

2.5 固相萃取洗脱溶剂:丙酮+正己烷(1+1 V/V);

2.6标准品:苯胺 99.5% (国药化学试剂);苯酚 99.5% (北京化学试剂);2-氯酚 99.8% 500mg (坛墨质检);硝基苯 99.5% 500mL(阿拉丁);多环芳烃 200mg/L(坛墨质检);

2.7硅酸镁:置于马弗炉中400℃烘4h,冷却后置于玻璃瓶中于干燥器内保存;

2.8硅藻土:置于马弗炉中400℃烘4h,冷却后置于玻璃瓶中于干燥器内保存;

2.9无水硫酸钠:置于马弗炉中400℃烘4h,冷却后置于玻璃瓶中于干燥器内保存;

2.10 硅酸镁萃取柱:1g/6ml (莱伯泰科)。

3、仪器方法

3.1提取方法

装填好的萃取罐放入萃取架中,并将其相对应的50mL浓缩杯放入收集架,将收集架和萃取架置于Flex-HPSE,运行萃取方法,方法见图4。

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图4  Flex-HPSE萃取参数

3.2GC-MS测定条件

a)色谱柱:HP-5ms,30m*0.25mm*0.25μm;

b)进样口温度:280℃;

c)进样模式:不分流;

d)柱流速:1.0mL/min(恒流);

e)柱箱温度:初始温度35℃,保持4min;以15℃/min升温至150℃,保持5min;以10℃/min升温至290℃,保持15min;

f)四极杆温度:150℃;离子源温度:280℃;传输线温度:280℃;

g)扫描模式:全扫描模式(Scan)。

20种SVOCs定量及定性离子见表1。

表1 SVOCs的保留时间、定量及定性离子

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4、实验过程

4.1标准品配制

取苯胺0.01g(精确至0.001g)加二氯甲烷溶解,转移至10mL容量瓶中,定容至10mL,为苯胺标准储备液,浓度为1mg/mL;

取苯酚0.01g(精确至0.001g)加二氯甲烷溶解,转移至10mL容量瓶中,定容至10mL,为苯酚标准储备液,浓度为1 mg/mL;

取硝基苯0.01g(精确至0.001g)加二氯甲烷溶解,转移至10mL容量瓶中,定容至10mL,为硝基苯标准储备液,浓度为1mg/mL;

取上述三种储备液各1mL于10mL容量瓶中,二氯甲烷定容至10mL,为标准使用液1,各目标物均为100μg/mL ;

取多环芳烃标准溶液1mL,至10mL容量瓶,二氯甲烷定容,为标准使用液2,浓度为20μg/mL;

4.2 硅酸镁填料预净化

4.2.1 样品准备

选取湿土作为实验对象(经测定含水率约为23%),选用4g填料预净化,即称取10g样品、6g硅藻土、4g硅酸镁填料,研磨混匀填装入罐,按照3.1萃取方法提取。

4.2.2样品加标

在装填样品过程中,向萃取罐中加入100μL标准使用液1,200μL标准使用液2,使苯胺、苯酚、2-氯酚、硝基苯加标量分为1mg/kg,多环芳烃的加标量为0.4mg/kg,然后按照3.1的流程进行萃取。同时做样品空白。

4.2.3 样品除水浓缩

萃取液过无水硫酸钠(35g左右)除水,收集于50mL浓缩杯。

浓缩杯放入MultiVap-10中,设置条件:定容模式,30 ℃,1Psi。浓缩至1mL,转移浓缩液至进样瓶中,待GC-MS分析。

4.3 硅酸镁萃取柱净化

4.3.1 样品准备

选取湿土作为实验对象(经测定含水率约为23%),称取10g样品、9g硅藻土,研磨混匀填装入罐,并3.1方法萃取。

4.3.2土壤样品加标

在装填样品过程中,向萃取罐中加入100μL标准使用液1、200μL标准使用液2,使苯胺、苯酚、2-氯酚、硝基苯加标量分为1mg/kg,多环芳烃的加标量为0.4mg/kg,然后按照3.1的流程进行萃取。同时做样品空白。

4.3.3 样品除水浓缩

萃取液过无水硫酸钠(35 g左右)除水,收集于50mL浓缩杯。

浓缩杯放入MultiVap-10中,设置条件:定容模式,30℃,1Psi。浓缩至5mL左右,转移浓缩液至20mL样品瓶中,待净化。

4.3.4样品净化及浓缩

按照图1所示的方法进行SPE1000方法编辑,并加载方法到相应通道,进行样品的固相萃取。收集洗脱液到收集瓶中,转移洗脱液至50mL浓缩杯中,按照4.2.3中条件浓缩至1mL,待GC-MS分析。

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图5  SPE1000固相萃取方法

5、谱图

5.1 硅酸镁填料预净化谱图

5.1.1 20种SVOCs标准色谱图

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图6 硅酸镁填料预净化标品总离子流图

5.1.2 硅酸镁填料预净化空白样品色谱图

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图7 硅酸镁填料预净化土壤样品总离子流图

5.1.3 硅酸镁填料预净化加标样品色谱图

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图8 硅酸镁填料预净化土壤加标样品总离子流图

5.2硅酸镁萃取柱净化谱图

5.2.1 20种SVOCs标准色谱图

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图9 硅酸镁萃取柱净化标品总离子流图

5.2.3 硅酸镁萃取柱净化空白样品色谱图

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图10 硅酸镁萃取柱净化土壤样品空白总离子流图

5.2.4 硅酸镁萃取柱净化加标样品色谱图

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图11 硅酸镁萃取柱净化加标样品总离子流图

6、实验结果

6.1硅酸镁填料预净化回收率  

表2 硅酸镁填料预净化土壤加标样品回收率

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6.2 硅酸镁萃取柱回收率

表3 硅酸镁萃取柱净化土壤加标样品回收率

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7、讨论

本实验选用二氯甲烷+丙酮(1+1 V/V)作为提取试剂, FLex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪, 50mL浓缩杯收集萃取液,无需转移样品,直接放入Multivap-10种浓缩定容,大大减少了转移过程中的目标物损失,缩短了实验周期,且回收率和重现性良好。

从实验结果来看,两种净化方式均能满足标准要求,硅酸镁填料预净化的方法数据稳定性略高,无需二次净化,浓缩后直接测定,大大缩短了实验周期。

综上所述,莱伯泰科Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪、MultiVap-10定量平行浓缩仪、SPE1000全自动固相萃取系统可以高效、稳定地达到实验的要求,能够提供领域范围内的良好应用。

8、参考标准

1、HJ768-2015固体废物有机磷农药的测定气相色谱法

2、HJ 783-2016 土壤和沉积物有机物的提取加压流体萃取法


7 土壤和沉积物半挥发性有机物的测定气相色谱-质谱法

2、GB36600-2018 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)

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