超声波能穿透土壤吗_超声波萃取、气相色谱法测定土壤和沉积物中多氯联苯混合物
时间：2019-04-11 03:29:31 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：以Arochlor 1242为例,阐述了采用超声波萃取、弗罗里硅土和浓硫酸净化、气相色谱(GC/ECD)分析了土壤和沉积物中的多氯联苯混合物。研究表明:方法检出限0.03mg/kg,加标回收率65.7%~103%之间,RSD为6.2%~11.9%。
关键词：多氯联苯混合物;土壤和沉积物;超声波萃取;气相色谱法
收稿日期：20120406
作者简介：张俊琼（1972—），女，广东梅州人,工程师,主要从事环境监测分析工作。中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16749944(2012)05018602
1引言
多氯联苯(PCB)是氯代联苯同系物与商业混合物的混合体系。Arochlor系列是多组分多氯联苯混合物的商品名,由化学性质相似的PCB组成,按照混合物中含氯百分数来命名,通过用Arochlor12xx来表示,最后两位数字表示了混合物中氯的百分含量［1］。多氯联苯属于持久性有机污染物,尽管现在各国已停止生产,但是它在水体和土壤沉积物中依然存在,并且通过食物链最终危害到人类健康。
目前我国还没有针对土壤沉积物中多氯联苯混合物方面的监测标准,只有固体废物中多氯联苯监测标准［2］,但该方法极其繁琐,可操作性不强。现采用超声波萃取,弗罗里硅土和浓硫酸净化,气相色谱(GC/ECD)分析［3］,不仅大大简化了操作步骤,而且分析结果良好。
2实验方法
2.1仪器与试剂
仪器选用超声波萃取仪;漩涡混匀器;旋转蒸发仪;氮吹仪;气相色谱仪(Agilent 7890A,配ECD检测器)。
试剂选用二氯甲烷(农残级);丙酮(农残级);正己烷(农残级);无水硫酸钠(优级纯);浓硫酸(优级纯);铜粒(分析纯);弗罗里硅土柱(1g,6mL);Arochlor1242标准贮备液100μg/mL(甲醇介质)
2.2色谱条件
色谱柱:HP-5MS(30m×0.32mm×0.25um);进样口温度:270℃;不分流进样;进样量2μL;柱流量:20mL/min;检测器温度:330℃;升温程序:100℃保持2min,以15℃/ min升至160℃,再以5℃/ min升至270℃,保持2min。
2.3测定步骤
称取约2.5g事先冻干并研磨好的样品,加入15mL丙酮,漩涡混匀后超声15min,然后加入15mL二氯甲烷,混匀后超声15min,倾出上清液,用无水硫酸钠脱水并过滤;上述萃取过程重复3次,合并滤液,经旋转蒸发仪浓缩至约1mL。
用20mL正己烷活化弗罗里硅土净化小柱,将上述浓缩液转移到小柱上过柱净化,用约8 mL正己烷洗涤接收到试管。氮吹浓缩至1.0mL,加入2.0mL浓硫酸,漩涡混匀后,在室温下静置1h以上。将有机层转移至2mL安培瓶中,加入少许活性铜粒以除去含硫化合物。用气相色谱仪(GC/ECD)分析。活性铜粒的制备用稀盐酸洗去铜粒表面氧化层,然后用去离子水洗净,氮气吹干。
2.4标准曲线绘制
用正己烷配制50、100、200、300、400、500、1 000μg/L标准溶液系列,绘制标准曲线。1 000μg/L的Arochlor 1242的标准溶液气相色谱图见图1。
图11 000μg/L的Arochlor 1242的标准溶液气相色谱
2.5特征指纹峰的选择与定性分析
根据样品色谱峰形与标准物色谱峰形的匹配程度,确定多氯联苯的污染类型。由于多氯联苯的同族异构体很多,在一根毛细管色谱柱上不可能实现完全分离,因此一个色谱峰对应的既可能是单一物质,更可能是某几个异构体。但是对于特定类型的多氯联苯混合物来说,总有一些色谱峰是其独有的。为了定性与定量分析的方便,根据以下4条原则［1］确定每类多氯联苯混合物的特征指纹峰,即:尽可能选择丰度较大、分离较好的色谱峰;尽可能选择代表不同氯含量的色谱峰,即色谱峰应尽量涵盖保留时间的前、中、后段;选定的色谱峰尽可能不与样品中难消除干扰物如DDE等重叠;特征指纹峰的数量以5~10个为宜。
2.6定量分析
在确定了样品中多氯联苯的污染类型后,采用外标法,根据对应的Arochlor系列标准物和样品的全部特征指纹峰面积进行加权计算和定量分析。
C样品=C标准n×W×∑ni=1A样品iA标准i。
C样品为样品中PCBs的浓度(μg/kg);C标准为标准中PCBs的浓度(μg/L)；n为参与定量计算的特征指纹峰的数量;W为样品重量(g);A样品i为样品PCBs谱图中第i个指纹峰的峰面积;A样品i标准PCBs谱图中第i个指纹峰的峰面积。
3结果与讨论
3.1标准曲线与检出限
由表1可见,Arochlor 1242各特征指纹峰具有良好的线性,方法检出限为0.03mg/kg。
表1Arochlor 1242各特征指纹峰的标准曲线和检出限
峰序号保留时间
t/min标准曲线相关系数г检出限L
/(mg/kg)PCB112.52y=12.28x+141.50.999 30.03PCB213.35y=43.19x+142.70.999 10.03PCB313.89y=11.02x+125.90.999 20.03PCB414.43y=9.125x+165.10.999 20.03PCB515.49y=15.46x+37.60.999 10.03PCB616.36y=14.29x+144.00.999 20.03PCB716.48y=16.69x+96.10.998 90.03PCB817.03y=15.01x+56.60.999 00.03PCB919.33y=4.586x+91.40.999 30.03
3.2精密度与加标回收率
由表2可见,Arochlor1242各特征指纹峰的回收率在65.7%~103%之间,RSD为6.2%~11.9%。
3.3实际土壤样品测定
按上述方法对0.2mg/kg Arochlor 1242标准土壤样品进行分析,平行测定2份样品,测定值为0.14mg/kg和0.15mg/kg,均值为0.145mg/kg,样品回收率为72.5%。见图2。
表2Arochlor 1242各特征指纹峰的回收率和RSD值
峰序号添加浓度/(mg/kg)回收率/%RSD/%PCB10.1~1.065.7~74.38.9PCB20.1~1.073.5~81.56.8PCB30.1~1.071.2~83.97.8PCB40.1~1.072.8~87.310.1PCB50.1~1.074.8~88.76.7PCB60.1~1.074.5~92.26.2PCB70.1~1.081.3~93.17.8PCB80.1~1.084.0~96.98.8PCB90.1~1.082.4~10311.9
图20.2mg/kg的Arochlor 1242的实际土壤样品气相色谱
4结语
土壤及沉积物样品中的多氯联苯混合物Arochlor系列经过超声波萃取、弗罗里硅土和浓硫酸净化,经GC/ECD分析,取得了良好的回收率、灵敏度、精密度和检出限,实际土壤样品的分析结果良好。
参考文献：
［1］ 李国刚.空气和土壤中持久性有机污染物监测分析方法［M］.北京:中国环境科学出版社,2008.
［2］ 李娟,高丹.超声波萃取/气相色谱法测定土壤中的多氯联苯［J］.中国环境监测,2008,24(3):1~3.
