多環芳烴是指含兩個或兩個以上苯環的芳烴,簡稱PAHs。它們主要有兩種組合方式,一種是非稠環型,其中包括聯苯及聯多苯和多苯代脂肪烴;另一種是稠環型,即兩個碳原子為兩個苯環所共有。多環芳烴的來源分為自然源和人為源。自然源主要來自陸地、水生植物和微生物的生物合成過程,另外森林、草原的天然火災及火山的噴發物和從化石燃料、木質素和底泥中也存在多環芳烴;人為源主要是由各種礦物燃料(如煤、石油和天然氣等)、木材、紙以及其他含碳氫化合物的不完全燃燒或在還原條件下熱解形成的。PAHs由于具毒性、遺傳毒性、突變性和致癌性,對人體可造成多種危害,如對呼吸系統、循環系統、神經系統損傷,對肝臟、腎臟造成損害,被認定為影響人類健康的主要有機污染物。
本文參考HJ 1423-2025《水質 16種多環芳香烴的測定 氣相色譜-質譜法》進行前處理,采用睿科的全自動樣品凈化濃縮儀SPEVA 08N實現對水樣中的16種多環芳香烴化合物進行富集、洗脫和濃縮,氣相色譜-質譜法測定,內標法定量。在加標水平在100ug/L下,16種多環芳香烴回收率在60-125%之間,滿足16種多環芳香烴回收率在40-150%之間要求,說明該方法滿足水質中16種多環芳香烴的測定。
1.耗材和試劑
1.1耗材
C18固相萃取柱(RayCure,500mg/6mL)
1.2試劑
二氯甲烷(色譜純)
甲醇(色譜純)
正己烷(色譜純)
2.樣品制備
準確量取試樣1L水樣樣品,用鹽酸溶液或者氫氧化鈉溶液調節PH為6~8,依次加入100ul,濃度2mg/L的替代物標準溶液,10mL甲醇和5g氯化鈉,超聲10min混勻。
2.1凈化
依次用二氯甲烷10mL,甲醇10 mL、水10 mL活化C18固相萃取小柱,其活化速度5mL/min,取全部樣品液過柱,其過柱速度10mL/min,用水10 mL淋洗,氣推抽干小柱,再氮氣以25psi壓力吹干小柱15min,加二氯甲烷10 mL進行洗脫,洗脫速度為1ml/min,收集洗脫液于試管中。收集洗脫液于儀器自帶的氮吹濃縮模塊中進行濃縮,在40 ℃水浴條件下氮吹至1.0 mL左右,再加入正己烷3mL混勻后,繼續氮吹濃縮到1mL,重復一次后,加入40ul,濃度5mg/L的內標溶液,用正己烷定容到1mL。渦旋混勻,過0.22 µm微孔濾膜,供氣相色譜-質譜法測定。具體固相萃取方法見下圖1。
2.2固相萃取凈化條件

圖1 SPEVA 08N多環芳香烴固相萃取方法
3.氣相色譜質譜檢測條件
3.1氣相條件
進樣口溫度:290℃
進樣方式:不分流進樣
進樣量:20ul
柱溫:60℃保持1min,以10℃/min升溫到280℃,以5℃/min升溫到300℃,保持5min
載氣:氦氣
流量:1.0mL/min
3.2 質譜條件
傳輸線溫度:280℃;離子源溫度:300℃;離子源電子能量;70eV
掃描方式;選擇離子掃描(SIM)
溶劑延遲:6min
電子倍增電壓:與調諧電壓一致
物質保留時間、定量離子和定性離子,見下表1

表1:物質的保留時間、定量離子和定性離子
4. 結果與討論
為了驗證該方法的回收率,本實驗向純水樣品中加入16種多環芳香烴混合標準品進行加標回收驗證(添加濃度100 µg/kg,n=4),數據如表-2所示。16種多環芳香烴加標平均回收率在62%-125%之間,替代物2-氟聯苯平均回收率53%和三聯苯-D14的平均回收率71%,滿足標準中替代物2-氟聯苯回收率在50%-100%和三聯苯-D14的回收率在60-130%的要求,16種多環芳香烴回收率在40-150%之間,RSD值控制在10%以內。說明該方法能夠很好地運用水質中多環芳香烴殘留的測定。

表-2.純水樣品加標回收率及RSD值(添加濃度100 µg/L,n=4)
5. 總結
1. 沸點高的多環芳香烴物質容易粘附在上樣瓶壁上,實驗過程中可以在水中加入5%甲醇或者丙酮,加標后充分超聲助溶,在進行固相萃取。如果回收率還是低,可用二氯甲烷進行潤洗樣品瓶,在合并到洗脫液中進行濃縮,以提高回收率。
2.睿科SPEVA高通量全自動固相萃取儀采用全自動操作,可以排除人員操作帶來的誤差,從活化到上樣、洗脫一步到位,八通道同時進行,平行性好,高通量處理樣品;同時搭配儀器自帶的全自動氮吹濃縮儀使用,省時省力,真正為批量檢測提供幫助。
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