《水環(huán)境監(jiān)測》課件-學(xué)習(xí)情景37 多環(huán)芳烴的測定

室內(nèi)環(huán)境檢測與控制技術(shù)專業(yè)資源庫ProfessionalResourceBaseofIndoorEnvironmentalInspectionandControlTechnology多環(huán)芳烴的測定——液液萃取/高效液相色譜法

一

預(yù)備知識

1. 多環(huán)芳烴多環(huán)芳烴（PAHs）是指兩個以上苯環(huán)以稠環(huán)形式相連的化合物，是一類廣泛存在于環(huán)境中的持久性有機(jī)污染物，主要來源于化石燃料的不完全燃燒。美國環(huán)保署公布的16種優(yōu)先控制PAHs為萘、苊、二氫苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]蒽、芁屈、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[ghi]苝。其中不少化合物對人體和生物具有“三致”作用。

一

預(yù)備知識

圖多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)式

一

預(yù)備知識

多環(huán)芳烴多為無色或淡黃色結(jié)晶，個別具深色，具有較高的熔點和沸點，蒸汽壓很低，難溶于水。2.液液萃取液液萃取是利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來。

一

預(yù)備知識

3.高效液相色譜（HPLC）高效液相色譜系統(tǒng)一般由高壓輸液泵、進(jìn)樣裝置、色譜柱、檢測器、數(shù)據(jù)記錄及處理系統(tǒng)組成。其中高壓輸液泵、色譜柱、檢測器都是關(guān)鍵部件。HPLC利用高壓輸液泵輸送流動相通過整個色譜系統(tǒng)，泵的性能好壞直接影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量和分析結(jié)果的可靠性。色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟，擔(dān)負(fù)著分離作用。要求柱效高、選擇性好、分析速度快等。檢測器的作用是把洗脫液中組分的濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并由?shù)據(jù)記錄和處理系統(tǒng)繪出譜圖。下圖為兩種不同檢測器串聯(lián)的十六種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)色譜圖。

一

預(yù)備知識

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法樣品的采集和保存樣品必須采集在預(yù)先洗凈烘干的采樣瓶中，采樣前不能用水樣預(yù)洗采樣瓶，以防止樣品的沾染或吸附。采樣瓶要完全注滿，不留氣泡。若水中有殘余氯存在，要在每升水中加入80mg硫代硫酸鈉（5）除氯。樣品采集后應(yīng)避光于4℃以下冷藏，在7d內(nèi)萃取，萃取后的樣品應(yīng)避光于4℃以下冷藏，在40d內(nèi)分析完畢。

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法實訓(xùn)試劑1乙腈（CH3CN）液相色譜純。2甲醇（CH3OH）液相色譜純3二氯甲烷（CH2Cl2）液相色譜純。4正己烷（C6H14）液相色譜純5硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）

6無水硫酸鈉（Na2SO4）在400℃下烘烤2h，冷卻后，貯于磨口玻璃瓶中密封保存。

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法實訓(xùn)試劑

7氯化鈉（NaCl）在400℃下烘烤2h，冷卻后，貯于磨口玻璃瓶中密封保存。8多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)貯備液質(zhì)量濃度為200mg/L，含十六種多環(huán)芳烴的乙腈溶液，包括萘、苊、二氫苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、芁屈、苯并[a]蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[ghi]苝。貯備液于4℃以下冷藏。

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法實訓(xùn)試劑9多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)使用液取1.0ml多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)貯備液于10ml容量瓶中，用乙腈（1）稀釋至刻度，該溶液中含多環(huán)芳烴20.0mg/L。在4℃以下冷藏。10十氟聯(lián)苯（Decafluorobiphenyl）純度：99%，樣品萃取前加入，用于跟蹤樣品前處理的回收率。11十氟聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液稱取十氟聯(lián)苯（10）0.025g，準(zhǔn)確到1mg，于25ml容量瓶中，用乙腈溶解并稀釋至刻度，該溶液中含十氟聯(lián)苯1000μg/ml。在4℃以下冷藏。

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法實訓(xùn)試劑12十氟聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)使用溶液取1.0ml十氟聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液（11）于25ml容量瓶中，用乙腈稀釋至刻度，該溶液中含十氟聯(lián)苯40μg/ml。在4℃以下冷藏。13淋洗液二氯甲烷/正己烷（1+1）混合溶液（體積分?jǐn)?shù)）14硅膠柱1000mg/6.0ml

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法

15弗羅里硅土柱1000mg/6.0ml實訓(xùn)試劑16玻璃棉或玻璃纖維濾紙：在400℃加熱1h，冷卻后，貯于磨口玻璃瓶中密封保存。

17氮氣純度≥99.999%，用于樣品的干燥濃縮。

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法樣的預(yù)處理

液液萃取

萃取搖勻水樣，量取1000ml水樣（萃取所用水樣體積根據(jù)水質(zhì)情況可適當(dāng)增減），倒入2000ml的分液漏斗中，加入50μl十氟聯(lián)苯（12），加入30g氯化鈉（7），再加入50ml二氯甲烷（3）或正己烷（4），振搖5min，靜置分層，收集有機(jī)相，放入250ml接收瓶中，重復(fù)萃取兩遍，合并有機(jī)相，加入無水硫酸鈉至有流動的無水硫酸鈉存在。放置30min，脫水干燥。濃縮用濃縮裝置濃縮至1ml，待凈化。如萃取液為二氯甲烷，濃縮至1ml，加入適量正己烷至5ml，重復(fù)此濃縮過程3次，最后濃縮至1ml，待凈化。

二實訓(xùn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備事宜

名稱方法樣的預(yù)處理

液液萃取

凈化飲用水和地下水的萃取液可不經(jīng)過柱凈化，轉(zhuǎn)換溶劑至0.5ml直接進(jìn)行HPLC分析。地表水和其他萃取液的凈化：用1g硅膠柱（14）或弗羅里硅土柱（15）作為凈化柱，將其固定在液液萃取凈化裝置上。先用4ml淋洗液沖洗凈化柱，再用10ml正己烷平衡凈化柱（當(dāng)2ml正己烷流過凈化柱后，關(guān)閉活塞，使正己烷在柱中停留5min）。將濃縮后的樣品溶液加到柱上，再用約3ml正己烷分3次洗滌裝樣品的容器，將洗滌液一并加到柱上，棄去流出的溶劑。被測定的樣品吸附于柱上，用10ml二氯甲烷/正己烷（1+1）洗滌吸附有樣品的凈化柱，收集洗脫液于濃縮瓶中（當(dāng)2ml洗脫液流過凈化柱后關(guān)閉活塞，讓洗脫液在柱中停留5min）。濃縮至0.5～1.0ml，加入3ml乙腈，再濃縮至0.5ml以下，最后準(zhǔn)確定容到0.5ml待測。

三分析步驟

1. 色譜條件的設(shè)定色譜條件Ⅰ：梯度洗脫程序：65%乙腈+35%水，保持27min；以2.5%乙腈/min的增量至100%乙腈，保持至出峰完畢。流動相流量：1.2ml/min。色譜條件Ⅱ：梯度洗脫程序：80%甲醇+20%水，保持20min；以1.2%甲醇/min的增量至95%甲醇+5%水，保持至出峰完畢。流動相流量：1.0ml/min。檢測器：紫外檢測器的波長：254nm、220nm和295nm。熒光檢測器的波長：激發(fā)波長λex為280nm，發(fā)射波長λem為340nm。20min后λex為300nm，λem為400nm、430nm和500nm。2. 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取一定量多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)使用液（9）和十氟聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)使用液（12）于乙腈中，制備至少5個濃度點的標(biāo)準(zhǔn)系列，多環(huán)芳烴質(zhì)量濃度分別為0.1、0.5、1.0、5.0、10.0μg/ml，貯存在棕色小瓶中，于冷暗處存放。

三分析步驟

通過自動進(jìn)樣器或樣品定量環(huán)分別移取5種濃度的標(biāo)準(zhǔn)使用液10μl，注入液相色譜，得到各不同濃度的多環(huán)芳烴的色譜圖。以峰高或峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)＞0.999，否則重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。每個工作日應(yīng)測定曲線中間點溶液，來檢驗標(biāo)準(zhǔn)曲線。

三分析步驟

樣品的測定

取10μl待測樣品注入高效液相色譜儀中。記錄色譜峰的保留時間和峰高（或峰面積）?？瞻自囼?/p>

在分析樣品的同時，應(yīng)做空白試驗，即用蒸餾水代替水樣，按與樣品測定相同步驟分析，檢查分析過程中是否有污染。

三分析步驟

三分析步驟

四質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

1.空白測試所有空白測試結(jié)果應(yīng)低于方法檢出限。1.1試劑空白：每批試劑均應(yīng)分析試劑空白。1.2空白試驗：每分析一批樣品至少做一個空白試驗。2.加標(biāo)回收率控制范圍2.1空白加標(biāo)：各組分的回收率在60%～120%。2.2十氟聯(lián)苯：回收率在50%～130%。

四質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

3.連續(xù)校準(zhǔn)（曲線中間點檢查）連續(xù)校準(zhǔn)的質(zhì)量濃度為曲線中間點。按下式計算ρc與校準(zhǔn)點ρi的相對偏差（D）：D=(ρ_c-ρ_i)/ρ_i×100%式中：D——ρc與校準(zhǔn)點ρi的相對偏差，%；ρi——校準(zhǔn)點的質(zhì)量濃度（如1.0mg/ml）；ρc——測定的該校準(zhǔn)點的質(zhì)量濃度。如果D≤10%，則初始標(biāo)準(zhǔn)曲線仍能繼續(xù)使用；如果任何一個化合物的D＞10%，要查找原因，采取措施。如果采取措施后不能找到問題根源，應(yīng)繪制新的標(biāo)準(zhǔn)曲線。五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表1.標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制組分濃度保留時間峰高或峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線μg/mlγ萘0.1

0.5

1

5

10

苊0.1

0.5

1

5

10

芴0.1

0.5

1

5

10

組分濃度保留時間峰高或峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線μg/mlγ二氫苊0.1

0.5

1

5

10

菲0.1

0.5

1

5

10

蒽0.1

0.5

1

5

10

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表組分濃度保留時間峰高或峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線μg/mlγ十氟聯(lián)苯0.1

0.5

1

5

10

熒蒽0.1

0.5

1

5

10

芘0.1

0.5

1

5

10

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表組分濃度保留時間峰高或峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線μg/mlγ

0.1

0.5

1

5

10

苯并[a]蒽0.1

0.5

1

5

10

苯并[b]熒蒽0.1

0.5

1

5

10

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表組分濃度保留時間峰高或峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線μg/mlγ苯并[k]熒蒽0.1

0.5

1

5

10

苯并[a]芘0.1

0.5

1

5

10

二苯并[a,h]蒽0.1

0.5

1

5

10

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表組分濃度保留時間峰高或峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線μg/mlγ苯并[ghi]苝0.1

0.5

1

5

10

茚并[1,2,3-cd]芘0.1

0.5

1

5

10

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表2.樣品的測定：組分樣品峰面積或峰高從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得組分質(zhì)量濃度，mg/L樣品中組分的質(zhì)量濃度，μg/L萘空白

樣品1

平行樣

空白

苊樣品1

平行樣

芴空白

樣品1

平行樣

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表組分樣品峰面積或峰高從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得組分質(zhì)量濃度，mg/L樣品中組分的質(zhì)量濃度，μg/L二氫苊空白

樣品1

平行樣

空白

菲樣品1

平行樣

蒽空白

樣品1

平行樣

五多環(huán)芳烴測定原始數(shù)據(jù)記錄表組分樣品峰面積或峰高從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得組分質(zhì)量濃度，mg/L樣品中組分的質(zhì)量濃度，μg/L十氟聯(lián)苯空白

樣品1

平行樣

熒蒽空白

樣品1

平行樣

芘空白