转载——西部论丛 2018年9期

                                               快速溶剂萃取/气相色谱法测定土壤中可萃取石油烃
2018-09-04 14:08:52 西部论丛 2018年9期

陈容 蒋舒 卜华君 巫晓燕 董洁

摘 要：本文建立了快速溶剂萃取/气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）测定土壤中C10～C40的石油烃类物质的方法。考察了3种不同区域土壤中石油烃类物质的含量。在12.4～930μg/mL浓度范围内C10～C40组标准曲线线性关系良好，相关系数r为0.9993；用浓度为12.4μg/mL的标准溶液验证重复性，重复进样6针，峰面积重现性良好，RSD为8.54%。该方法可用于污染土壤中沸点为175℃-525℃石油烃类物质的定量测定。

关键词：土壤C10～C40石油烃类物质快速溶剂萃取气相色谱

总石油烃（Totalpetroleumhydrocarbon，TPH）又称矿物油（MineralOil），是环境中普遍存在的有机污染物之一。石油烃污染土壤的治理一直是研究的热点。目前，石油烃含量的测定方法主要包括重量法、红外光度法、色谱法等[1-3]。但无论采用何种具体的检测方法，其关键均在于对土壤样品的预处理，继而再选择满足要求的测定方法。

索氏萃取法作为较为成熟的预处理技术，国内有关索氏萃取法的文献报道很多[4-7]，但提取时间长、溶剂耗费量大、回收率低。加速溶剂萃取法（ASE）是在较高的温度和压力下用溶剂快速萃取目标成分的方法，该方法加速分析进程、减少使用有机溶剂，自动化程度高。Barra等[8]曾以CH3H6O/C6H12（v：v=1：1）为萃取剂，利用ASE有效地检测了土壤中的PAHs。李建勇等[9]以CH2Cl2作萃取剂，比较了快速溶剂萃取仪和超声法萃取土壤中石油烃的效果。本文采用快速溶剂萃取/气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID），建立了一种测定污染土壤中可萃取石油烃类物质含量的方法。

1 实验部分

1.1主要仪器设备和试剂

气相色谱仪-FID检测器（岛津NexisGC-2030）；冷冻干燥机（新芝SCIENTZ-10ND）；快速溶剂萃取仪（维科托-VFSE-6）；XcelVap全自动氮吹浓缩仪（美国Horizon）；固相萃取仪（美国Supelco）。

色谱柱：Rtx-5（30m×0.25mm×0.25um）；

硅酸镁吸附柱（1g/6mL弗罗里硅土）。

试剂：丙酮、二氯甲烷、正己烷（农残级，美国fisher公司），正构烷烃标准溶液液：含C10～C40等正构烷烃的混合物（美国Supelco公司）。

1.2快速溶剂萃取条件

萃取溶剂：正己烷/丙酮（1：1v）；萃取温度：160℃；萃取压力：10MPa；预热时间：180S；加热时间：480S；萃取时间：300S；淋洗体积：60%；循环次数：1次；收集时间：100S。

1.3分析条件

色谱柱：Rtx-5（30m×0.25mm×0.25um）；柱温程序：60℃（1min）_10℃/min_330℃（12min）；进样口温度：320℃；进样方式：不分流；高压进样：250kPa；进样量：1μL；载气：氦气；载气控制方式：恒线速度，36cm/sec；检测器温度：330℃。

1.4样品前处理

1.4.1冻干

因土壤样品含有较多的水分，为准确称重，须干燥处理。本实验采取-50℃冷冻干燥，以防被测组分损失。冻干后研磨过100目筛，装棕色玻璃瓶待用。

1.4.2提取

称取10g过筛后的样品放入研钵，加入10g无水硫酸钠进行研磨均匀，将研磨好的样品放入快速溶剂萃取（ASE）装置，用正己烷/丙酮（体积比1：1）进行萃取。

1.4.3浓缩提取液

将上述萃取液移入氮吹浓缩瓶，进行氮吹，浓缩至约2mL，待净化。

1.4.4净化提取液

依次用10mL正己烷/二氯甲烷（體积比1：4）、10mL正己烷活化净化小柱；待柱上正己烷近干时，将浓缩液全部转移至净化住中，用约2mL的正己烷洗涤浓缩瓶，洗涤液一并上柱，用12mL正己烷/二氯甲烷（体积比1：4）进行洗脱，靠重力自然流下，收集洗脱液于浓缩瓶中。

1.4.5浓缩定容

用氮吹仪浓缩上述淋洗液，浓缩至小于1mL，浓缩液用正己烷定容至1.0mL，待测。

1.6结果与计算

样品中TPH的积分时间段是正构烷烃校正标准中C10的色谱峰起始时间至C40的色谱峰结束时间。以峰面积定量，峰的积分条件与正构烷烃校正标准的*相同。

w―土壤中石油烃类物质的质量，mg/kg；

a―标准曲线计算得到的石油烃类物质的质量浓度，μg/mL；

v―土壤样品定容的体积，1mL；

m―称取的土壤样品质量，10g。

2 结果与讨论

2.1标准色谱图及标准曲线

配制浓度为12.4、31.0、77.5、155、310、620、930μg/mLC10～C40正构烷烃标准溶液。以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，制作标准曲线。C10～C40正构烷烃的组标准曲线如图1所示，标准曲线相关系数为0.9993。31种正构烷烃色谱图如图2所示。

2.2检出限、精密度和准确度

方法检出限按下述公式计算：MDL=S×t（n～1，0.99）样品体积为10g，浓缩至1.0mL进样时，本方法检出限为1.2mg/kg。

在12.4～930μg/mL浓度范围内C10～C40石油烃类物质的组标准曲线相关系数r为0.9993，12.4μg/mL连续进样6针，峰面积重现性良好RSD为8.54%。

在实验室配制的7个空白样品10g中加入C10～C40石油烃类标准物质50μg，做回收率试验，结果表明石油烃类加标回收率在80.0%～92.5%。

2.3实际样品测定

测定了3種不同区域土壤样品（1号、2号和3号）中保留时间介于C10～C40的石油烃类物质，土壤样品中石油烃类物质的质量计算结果如表1所示，3个土壤样品的色谱图见图3、图4和图5。

分析结果表明，本方法测定土壤实际样品准确度及精密度均达到要求。

3 结论

综上所述，快速溶剂萃取/气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）测定土壤中沸点较高（175℃～525℃）、碳数在C10～C40的石油烃类，前处理方法简便，定量结果准确，灵敏度高。

参考文献：

[1] ReddyCMQuinnJG.GC-MSanalysisoftotalpetroleumhydrocarbonsandpolycyclicaromatichydrocarbonsinseawatersamplesaftertheNorthCapeoilspill[J].MarinePollutionBulletin，1999，38（2）：126—135

[2] DaghboucheY，GarriguesS，Morales-RubioA，de1aGuardiaM.EvaluationofextractionalternativesforFouriertransform infraredspectrometricdeterminationofoilandgreasesinwater[J].AnalyticaChimicaActa，1997，345（1）：161-171

[3] XingL.Identificationandremediationofthemarineoil-spill[J].ContemporaryChemicalIndustry，2009，38（5）：530-53

[4] 潘峰，陈丽华，付素静，梁俊宁，马金珠.石油类污染物在陇东黄土塬区土壤中迁移的模拟试验研究[J].环境科学学报，2012，32（2）：410–418

[5] 张谦栋，刘敏，欧冬妮，杨毅，李勇.不同萃取方法对长江口边滩多环芳烃萃取效果的影响[J].环境污染与防治，2011，33（10）：15–18

[6] 卜庆伟，王亮，张枝焕，李海兵.天津表层土中饱和烃污染物的组成与分布特征[J].生态环境，2007，16（2）：296–304

[7] 孙剑英，刘五星，骆永明，丁琳琳，马婷婷，黄玉娟，徐旭士，李振高.气相色谱-质谱法测定含油污泥污染土壤中的多环芳烃[J].土壤，201345（1）：111–115

[8] BarraR，PoppP，QuirozR，BauerC，CidH，TumplingWV.PersistenttoxicsubstancesinsoilsandwatersalonganaltitudinalgradientintheLajaRiverBasin，CentralSouthernChile[J].Chemosphere，2005，58（7）：905–915

[9] 李建勇，李晓明，王飞，包海英，谢文军.利用快速溶剂萃取仪测定土壤中总石油烃[J].分析测试学报，2012，31（12）：242–245

陈容（1983.10.06）女，汉族，四川达州人，硕士研究生

中级职称，从事化学分析工作。现就职于四川沐萱环境监测科技有限公司