土壤和沉积物中多氯联苯的测定

前言 

       多氯联苯(PCBs)又称氯化联苯,是一类人 工合成有机物，是联苯苯环上的氢原子为氯所 取代而形成的一类氯化物，是首批列入“关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约”受控名单的 12 种持久性有机污染物（POPs）之一。 与常规污染物不同，PCBs 化学性质很稳定， 在环境中不可能通过水解或类似的反应以明显 的速度降解。自然界的分解作用是靠土壤中微 生物酶进行生物降解和依赖日光中紫外线进行光解，但效率不高。因此，PCBs 在环境中滞 留时间相当长，在土壤中的半衰期可长达 9～ 12a。 

       本文参考《HJ 834-2017 土壤和沉积物半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》提供的方法，使用 LabTech Flex-HPSE 全自动GX快速溶剂萃取仪、MultiVap-10 多通道平行浓缩仪和 GPC Cleanup 800 全自动凝胶净化系统，进行沉积物中多氯联苯的萃取及净化，并用气质联用仪进行检测。方法中测试的 28 种目标多氯联苯回收率在 64.6%~94.6%之间， RSD 在 4.6%~9.2%之间。 

       LabTech LabTech Flex-HPSE 全自动GX快速溶剂萃取仪、MultiVap-10 多通道平行浓缩仪和 GPC Cleanup 800 全自动凝胶净化系统很好的完成了土壤和沉积物样品的提取、浓缩和净化工作，并实现自动化，提高了实验效率，减少了人为误差。

关键词 Flex-HPSE，MultiVap-10，GPC Cleanup 800，土壤和沉积物，多氯联苯， HJ 834-2017

1、仪器设备及试剂

1.1 仪器设备

 Flex-HPSE 全自动GX快速溶剂萃取仪，莱伯泰科公司；

MultiVap-10 多通道平行浓缩仪，莱伯泰科公司；

GPC Cleanup 800 全自动凝胶净化系统，莱伯泰科公司；

 7890B-5977B 气质联用仪，安捷伦公司

1.2 试剂

丙酮，正己烷，乙酸乙酯，环己烷（色谱纯 FISHER Chemical）；

硅藻土（100~400 目）：在马弗炉 400℃烘烤 4 小时后冷却，置于玻璃瓶中

干燥器内保存；

石英砂（20~50 目）：在马弗炉 400℃烘烤 4 小时后冷却，置于玻璃瓶中干

燥器内保存；

弗罗里硅土（60~100 目）：在马弗炉 400℃烘烤 4 小时后冷却，置于玻璃

瓶中干燥器内保存；

多氯联苯混合标准液：10μg/mL，异辛烷，百灵威公司；

内标液：邻硝基溴苯，10μg/mL，丙酮，百灵威公司

2、实验过程

2.1 样品萃取

       称取 5.0g（极ng确记录）沉积物样品，3.5g 弗罗里硅土，3.2g 硅藻土，混合均匀填装入 22mL 萃取罐中。调用相应的方法（见图 1），进行萃取，其中萃取溶剂为丙酮正己烷混合溶剂，体积比1:1。收集到的萃取液在35℃水浴下，氮吹（3psi）浓缩至约 5mL，待 GPC 净化。

图 1 土壤和沉积物多氯联苯的加压流体萃取方法

2.2 凝胶净化过程

        按照下列条件，对 2.1 中的萃取液进行凝胶净化，收集的馏分液体，在 35℃水浴下，氮吹（3psi）浓缩至 1mL，得到待测样品，待 GC-MS 检测。浓缩过程中，用正己烷淋洗杯壁。

       凝胶净化柱：Bio-beads S-X3，20*300mm；

       流动相：乙酸乙酯：环己烷 1:1（v:v）；

       流速：5mL/min；

       进样量：5mL；

       馏分收集时间：9.6~20min。

2.3 空白样品

       用石英砂代替实际样品，进行 2.1 和 2.2 的步骤，得到空白试样。

2.4 空白加标样品

       在 2.1 中用石英砂代替实际样品，且在萃取罐装填过程中加入 10μL 的10μg/mL 多氯联苯混合标准液，然后按照 2.1 和 2.2 的步骤进行空白加标样品的萃取净化，得到空白加标样品试样。空白样品的加标浓度为 20μg/kg。

2.5 GC-MS 检测

2.5.1 气质条件

       色谱柱：HP-5ms 30m*0.25mm*0.25μm；

       进样口温度：280℃；

       柱流速：1mL/min（恒流）；

       不分流进样：吹扫流量：60mL/min，吹扫时间：1.0min；

       进样量：1μL；

       柱箱温度：50℃，保持 1min，以 25℃/min 升温至 180℃，保持 2min，以5℃/min 升温至 280℃，保持 5min。

       四极杆温度：150℃；离子源温度：280℃；传输线温度：290℃；

       扫描模式：选择离子扫描（SIM），28 种多氯联苯及内标的主要特征离子

       参见表 1；

       溶剂延迟时间：6.5min。

表 1 28 种多氯联苯及内标的主要特征离子

2.5.2 标准曲线绘制

       用 10μg/mL 多氯联苯混标配制标准系列，多氯联苯目标化合物标准系列浓度为：50ng/mL、100ng/mL、500 ng/mL、1000 ng/mL，分别加入内标溶液，使内标浓度均为 500 ng/mL。

       按照 2.5.1 气质条件进行分析，得到不同浓度各目标化合物的质谱图，记录各目标化合物的保留时间和定量离子质谱峰的峰面积。

2.5.3 测定

       分别取待测样品（2.2）、空白试样（2.3）和加标样品试样（2.4），按照与绘制标准曲线相同的分析步骤进行测定。

3、实验结果

3.1 多氯联苯标样 SIM 色谱图

       图 2 为 100ng/mL 的多氯联苯混标 SIM 色谱图。

图 2 100ng/mL 的多氯联苯混标 SIM 色谱图

3.2 标准曲线绘制结果

       采用内标法定量，以目标化合物和内标化合物的相对浓度作为横坐标，目标化合物的定量离子峰和内标化合物的特征离子峰的相对响应为纵坐标得到各目标化合物的定量标准曲线。

       28 种目标化合物得到的标准曲线相关系数 R2 ≥0.995。以 PCB8、PCB77、PCB153、PCB128、PCB170 和 PCB209 为例，标准曲线绘制结果如下：

图 3 多氯联苯目标化合物标准曲线绘制结果

3.3 空白样品

       图 4 为空白样品的 SIM 色谱图，从图 4 中可以看出，空白样品中除个别杂峰外，在目标化合物位置均未有检出，说明实验过程中所使用的溶剂、材料及仪器等均不产生干扰。

图 4 空白样品的 SIM 色谱图

3.4 样品定量结果

       图 5 为沉积物样品 SIM 色谱图。实验中做了三组样品平行，结合 3.2 标准曲线绘制结果计算出样品中各目标化合物的含量（μg/kg），结果如表 2 所示。其中 PCB81、PCB114、PCB126 在样品中未检出，而 PCB169 和 PCB170 由于在其出峰位置处存在较大干扰，无法定量。三组样品的结果RSD1.8%~12.4%。

图 5 沉积物样品 SIM 色谱图

表 2 沉积物样品的定量结果

3.5 加标回收率结果 

       图 6 为空白加标样品的 SIM 色谱图。整个实验过程的加标回收率结果如表 3 所示。28 种 PCB 的回收率在 64.6%~94.6%之间，RSD 在 4.6%~9.2%之间。

图 6 空白加标样品 SIM 色谱图

表 3 加标回收率结果

4、结果与讨论

       本方法测试的 28 种目标多氯联苯回收率在 64.6%~94.6%之间，RSD 在4.6%~9.2%之间。用本方法测试实际沉积物样品中 28 种目标多氯联苯的含量在3.3μg/kg ~501μg/kg 不等。方法中使用的 LabTech LabTech Flex-HPSE 全自动GX快速溶剂萃取仪、MultiVap-10 多通道平行浓缩仪和 GPC Cleanup 800 全自动凝胶净化系统很好的完成了土壤和沉积物样品的提取、浓缩和净化工作，并实现自动化，提高了实验效率，减少了人为误差。

参考标准

1、HJ 834-2017 土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法

（来源：北京莱伯泰科仪器股份有限公司）