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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

来源:莱伯泰科 阅读数:218 时间:2020-04-20 09:47:35

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);

1.2MultiVap-10定量定量浓缩仪(莱伯泰科公司);

1.3 SPE1000全自动固相萃取系统(莱伯泰科公司

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。

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

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。

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

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

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

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

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

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

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

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

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)