固体样品中多环芳烃提取方法研究.doc

固体样品中多环芳烃提取方法研究摘要对有机污染物分析的样品前处理技术—超临界萃取、微波萃取、超声提取和索氏提取进行了对比研究。结合气相色谱/质谱测定技术比较了4种方法对模拟样品中16种多环芳烃化合物的提取效果。探讨了温度、改进剂对超临界萃取的影响，无改进剂的纯CO2流体对16种多环芳烃的低沸点化合物萃取回收率可达80％，对高沸点化合物应在加入改进剂的基础上提高萃取温度。与超临界萃取相比,微波萃取在对高沸点化合物的萃取上具有优势。关键词样品前处理；超临界萃取；微波萃取；多环芳烃
现代工业和交通的发展，带来了日益严重的环境问题。多环芳烃化合物是一类在环境介质中广泛存在的有机污染物，多环芳烃化合物难降解，可以在环境介质中长期稳定地存在，是最早被确定为对人体有致癌作用的环境污染物，它可以附着在颗粒物表面直接被人体吸入或通过食物链影响人体健康。环境样品基体复杂且多环芳烃有机污染物的浓度很低（痕量、超痕量级），难以直接测定，样品需经预处理后才可以进行仪器分析。样品前处理目的是对被测组分进行浓缩富集，消除基体干扰，提高方法的灵敏度，降低检测限。由于全球环境污染日益严重，要求减少使用各种有机溶剂的呼声越来越高，近年来各种高效、快速、溶剂用量少的样品前处理技术发展迅速。超临界流体萃取（SupercriticalFluidExtraction,SFE）是近年来发展很快的一种样品制备技术［1,2］。超临界流体的性质介于气体与液体之间，既有液体的高密度又有气体的高扩散性，能够渗透到固体内部溶解被测组分。SFE具有样品加工方便、快速、易于控制和实现与色谱/质谱仪器联用等优点。无毒、无污染且化学惰性的CO2是常用的超临界流体，它特别适用于萃取极性弱的脂溶性有机污染物，SFE在环境有机污染物分析中有着广泛的应用［3,4］。微波萃取(Microwave-AssistedExtraction,MAE)是以微波为能量的快速、高效、节能的样品制备方法，有机溶剂用量少，同时处理多个样品，应用领域广泛[5,6]。索氏提取(SoxhletExtraction,SE)是一种经典的样品前处理技术，在样品没有标准值的情况下经索氏提取的样品测定结果可以作为标准参考值[7]，但索氏提取时间长,有机溶剂用量大。索氏提取和超声提取(UltrasonicExtraction,UE)是目前国内实验室广泛使用的样品前处理方法。针对土壤、底泥等固体样品中16种多环芳烃化合物测定的样品提取方法的选择问题，本文采用模拟样品对上述4种样品提取方法的特点和适用性进行了考查。1实验部分1.1仪器与主要试剂SFXTM2-10超临界流体萃取仪(美国ISCO公司)。Mars5高压密闭消解系统(美国CEM公司)。气相色谱/质谱仪[GC/MS,FisonsinstrumentsGC800series(8060)-MD800]。JY92-Ⅱ型超声波细胞粉碎机（浙江新芝科器研究所）。多环芳烃标准样品(SUPELCO公司)：16种多环芳烃化合物(polynucleararomatichydrocarbons，PAHs)及编号分别为萘(1)、苊烯(2)、苊(3)、芴(4)、菲(5)、蒽(6)、荧蒽(7)、芘(8)、苯并(a)蒽(9)、屈(10)、苯并(b)荧蒽(11)、苯并(k)荧蒽(12)、苯并(a)芘(13)、茚并(1,2,3-cd)芘(14)、二苯并(a,h)蒽(15)和苯并(g,h,i)苝(16)，其中每种化合物浓度均为2g/L,介质为1:1的二氯甲烷和苯。XAD-2树脂(SUPELCO公司，0.841～0.250mm)实验用有机试剂正己烷、丙酮和二氯甲烷均为农残分析级。1.2模拟样品制备XAD-2是非离子型的大孔树脂，这种树脂吸附分子型有机化合物效果很好，在水中有机污染物的富集分离等环境分析方面应用广泛，以XAD-2为基质制备模拟样品具有实际应用价值。实验用样品是将16种PAHs添加到XAD-2树脂中的模拟样品。样品制备方法：将树脂用二氯甲烷提取16h，除去其中杂质。准确称取净化后的树脂40.00g于150mL的三角瓶中，将50.00mL浓度均为8.00mg/L的16种PAHs标准溶液(二氯甲烷介质)全部倒入三角瓶中，摇匀、密封后于冰箱中放置过夜，24h后将样品置于通风橱中使溶剂挥发，制得浓度为10.00μg/g模拟样品A。用同样方法制得样品B,浓度为20.00μg/g。1.3超临界萃取对模拟样品A、B进行超临界动态萃取，以通过样品池的流体总体积对萃取过程进行控制。超临界流体以CO2为主，有时需要加入ψ=5%的有机溶剂作为流体极性的改进剂，CO2和改进剂分别由系统的两个泵提供。样品萃取池和萃取收集管路的温度由系统分别控制。参照USEPA3561方法[8]对2.000g样品分低压和高压两步进行萃取，以二氯甲烷为溶