王婕妤
(河北省滄州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 061000)
常見硝基芳烴類化合物包括硝基苯、二硝基苯、二硝基甲苯、二硝基氯苯和三硝基苯等。這類化合物是塑料、染料、香料、炸藥、農(nóng)藥及醫(yī)藥制造等的中間體,可經(jīng)呼吸道、消化道和皮膚侵入人體,引起貧血,毒害神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟和腎臟,屬高毒污染物。
前處理過程是測定誤差的主要來源,也是分析的重點和難點。針對不同類型樣品,前處理方法多種多樣。
從水樣中提取硝基芳烴類化合物最常用方法是液液萃取法。液液萃取法的關(guān)鍵是萃取劑。李利榮[1]等研究了甲苯、正己烷、環(huán)己烷、二氯甲烷 4 種溶劑分別對15 種硝基芳烴類化合物的萃取效率。甲苯、二氯甲烷和環(huán)己烷的萃取效率較好,但是二氯甲烷需要進行溶劑置換,環(huán)己烷易存在干擾,正己烷只對硝基甲苯和硝基氯苯的萃取效率高。雖然液液萃取法較為簡便,但溶劑消耗量大,而且萃取之后常需要濃縮。
固相萃取法是利用固體吸附劑吸附大體積水樣中的目標(biāo)化合物,再用洗脫劑洗脫或加熱解吸脫附,從而使目標(biāo)化合物富集并與干擾物質(zhì)分離。鄒海民[2]以HLB 柱作為固相萃取柱建立了生活飲用水中16 種硝基芳烴類化合物的固相萃取-氣相色譜檢測方法,樣品加標(biāo)回收率為83.6%~111%,重現(xiàn)性好。固相萃取法具有選擇性高、富集效果好、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,可與分析儀器在線聯(lián)用,能提高效率和靈敏度,但是商品化萃取柱價格較貴且分析時耗時長。
固相微萃取是在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,該技術(shù)集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體,具有樣品用量少、靈敏度高、環(huán)保等優(yōu)點。黃毅[3]建立了固相微萃取與氣相色譜聯(lián)用測定地下水和地表水中12 種痕量硝基芳烴類化合物的分析方法,加標(biāo)回收率能達到70%以上。
微量萃取劑在分散劑的作用下形成細(xì)小有機液滴并均勻地分散在水相中,形成的乳濁液能增加與目標(biāo)分析物的接觸表面,從而實現(xiàn)快速萃取。杜小弟[4]以100 μL 氯苯作為萃取劑、400 μL 甲醇作為分散劑處理水樣,僅需30s 即可達到萃取平衡,15 種硝基芳烴類化合物的富集倍數(shù)達到50 倍。
吹掃捕集法的原理是樣品中沸點低、揮發(fā)性大的分析物被惰性氣體吹出后并富集,快速加熱富集管進樣,常與氣相色譜或氣相色譜-質(zhì)譜連用。劉淑容[5]利用捕集富集-氣相色譜-質(zhì)譜法分析了地表水中 5 種硝基芳烴類化合物,加標(biāo)回收率為90%以上。
頂空是利用相平衡原理將待測樣品置入密閉的容器中,通過加熱使揮發(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來,抽取頂部氣體進行分析。彭華[6]建立頂空氣相色譜法分析水中 16 種硝基氯苯的方法,頂空瓶需在80 ℃下平衡50 min。該方法簡單、無污染,具有較好的推廣性。
采用磁性分散萃取材料來吸附目標(biāo)分析物,再利用外部磁場使目標(biāo)分析物隨固相萃取劑一起遷移,選用合適的溶劑將目標(biāo)分析物洗脫下來。戴軒宇[7]把微波水熱法合成的 Fe3O4/C 磁性復(fù)合材料作為磁性固相萃取劑,富集水樣中的硝基苯、硝基甲苯和二硝基甲苯等8 種化合物,2mL 甲苯洗脫,氣相色譜分析。該方法有機溶劑的使用量為傳統(tǒng)液液萃取法的十分之一,更加環(huán)保;相對于分散液相微萃取技術(shù)又能夠收集足夠的萃取液,便于后續(xù)分析。
土壤基質(zhì)復(fù)雜,前處理主要包括提取和凈化兩個步驟。
目前,提取土壤中有機物常用方法有索氏萃取、超聲波提取、微波萃取法、加速溶劑萃取等。索氏提取耗時長,目前使用較少;未見用微波萃取法處理硝基芳烴類化合物的報道。
2.1.1 超聲提取法
超聲提取法是利用聲波產(chǎn)生的高速、強烈的空化效應(yīng)和攪拌作用,擴大溶劑與目標(biāo)分析物的接觸面積,縮短提取時間,增大提取率。孫壯[8]以1 ∶1 的丙酮和正己烷混合溶液做溶劑,超聲30 min 提取土壤樣品中的7 種硝基芳烴類化合物。
2.1.2 快速溶劑萃取法
快速溶劑萃取法是一種新型的萃取技術(shù),采用密閉系統(tǒng)可降低有機組分的損失,提高回收率。為分析了土壤中20 種硝基芳烴類化合物,王艷麗采用丙酮-二氯甲烷混合溶劑為萃取劑,建立了快速溶劑萃?。瓪庀嗌V-質(zhì)譜法。[9]
固相萃取柱不僅用于富集水樣中痕量有機物,也越來越多應(yīng)用于樣品凈化過程中。李利榮[10]使用4 種固相萃取小柱(佛羅里硅土、碳膠、C18和 PEP)來凈化底泥提取液中15 種硝基芳烴類化合物,探討了混合淋洗劑的配比對回收率和凈化效果的影響。
孔曄[11]為減少氮吹和凈化的過程帶來的損失,把一定量的弗羅里硅土添加在 萃取池的底部,使提取和凈化一步完成,簡化了前處理步驟。陳廣銀[12]將提取液離心后直接進入氣相色譜測定15 種硝基芳烴類化合物,但該方法的抗干擾能力有待進一步提高。
環(huán)境空氣和無組織排放廢氣中氣態(tài)硝基苯類化合物可用硅膠采樣管采集,然后再解析。王菲[13]用甲苯做解析液,分析了工作場所空氣中7 種芳香族硝基化合物,重現(xiàn)性良好。
皮革制品的加工過程中會脫毛、染料染色和鞣制,而硝基芳烴類化合物作為重要的染料生產(chǎn)原料應(yīng)成為監(jiān)測的重點。皮革中含有的酯類和蛋白質(zhì)類大分子物質(zhì)均會對檢測造成很大干擾,因此,皮革制品與土壤樣品的前處理方法相似,都需要提取和凈化。潘建軍[14]建立快速溶劑萃取、中性氧化鋁固相萃取柱凈化,氣相色譜質(zhì)譜分析皮革制品中15 種硝基芳烴類化合物。
硝基芳烴類有機物的前處理技術(shù)各有優(yōu)缺點,大家可根據(jù)含量、種類、載體以及實驗條件等具體因素綜合考慮,選取更高效的分析方法,以確保實驗的針對性和準(zhǔn)確性。