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快速溶剂萃取/气相色谱法测定土壤中可萃取石油烃

  • 发布日期:2020-12-17      浏览次数:265
    • 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完全相同。

      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

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