胡新颯,尹延震
(河南省南水北調(diào)中線渠首生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,河南南陽473000)
多氯聯(lián)苯(PCBs)是一類持久性有機(jī)污染物,是聯(lián)苯的1~10位上的氫原子被氯取代后形成的化合物,根據(jù)取代個數(shù)和位置不同,其同系物多達(dá)209種[1]。這類物質(zhì)毒性大,2017年世衛(wèi)組織將其列入一類致癌物質(zhì)。PCBs極難溶于水而易溶于脂肪和有機(jī)溶劑,又極難分解,因而易于在生物體富集并在環(huán)境中長距離遷移[2~4]。鑒于其對人類健康和生態(tài)環(huán)境的極大危害,斯德哥爾摩公約將其列入首批優(yōu)先控制的12類持久性有機(jī)污染物之一。盡管已被禁用30多年,但由于其難以降解和可遷移性,目前PCBs在各種環(huán)境介質(zhì)中仍普遍存在,如大氣[4,5]、水體[6]、土壤[7~9]、生物體[10]等。本研究采用快速溶劑萃取法提取土壤中的PCBs,經(jīng)氣相色譜分離、選擇離子質(zhì)譜檢測,對7種作為PCBs污染狀況指示性的多氯聯(lián)苯和12種共平面、類二噁英毒性的多氯聯(lián)苯進(jìn)行分析測定,方法的線性、精密度、準(zhǔn)確度、檢出限及實際測試結(jié)果令人滿意,可滿足土壤中痕量PCBs檢測的需要。
氣相色譜串聯(lián)單四級桿質(zhì)譜儀(Agilent 7890B-5977AMSD),配置7693型自動進(jìn)樣器。賽默飛快速溶劑萃取儀(ASE150,配備33mL萃取池)。Supelco硅酸鎂凈化裝置。萊伯泰科Multivap-8平行濃縮儀。
18種PCBs混標(biāo),10mg/L溶于正己烷。丙酮、正己烷,均為農(nóng)殘級。無水硫酸鈉(優(yōu)級純)和硅藻土(優(yōu)級純),經(jīng)400℃灼燒4h,儲存于密閉干燥器中。
進(jìn)樣口溫度:270℃,不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量:1μL。色譜柱:HP-5MS,30m×0.25mm×0.25μm毛細(xì)管柱。載氣:氦氣,純度≥99.999%。柱流量:1.2mL/min。升溫程序:由初始溫度60℃,以20℃/min升溫到280℃,保持3min,共運行14min。
電子轟擊離子源(EI),離子源溫度230℃,電離能量70eV,傳輸線溫度270℃,掃描方式選擇性離子掃描。溶劑延遲5min。
PCBs的掃描時間段及相應(yīng)的特征離子見表1。
表1 PCBs選擇性離子掃描參數(shù)
取10mg/L的PCBs標(biāo)準(zhǔn)溶液,用正己烷稀釋至1mL,按表2配制成多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)使用液。
表2 PCBs標(biāo)準(zhǔn)使用液配制表
去除土樣中的異物(石子、葉片等),稱取約10g(精確到0.01 g)樣品雙份,一份按照HJ 613測定干物質(zhì)含量,另一份加入硅藻土,研磨均化成流砂狀。
提取:將處理后的樣品加入萃取池中,用體積比為1∶1的丙酮-正己烷混合溶液提取。
濃縮定容:開啟氮氣至溶劑表面有氣流波動(避免形成氣渦)為宜,用正己烷多次洗滌氮吹過程中已露出的濃縮器管壁。濃縮至約0.5 mL時,若需凈化,則用硅酸鎂凈化小柱對提取液進(jìn)行凈化,若不需凈化,則用正己烷定容至1.0mL,待測。
空白試樣用硅藻土代替實際樣品,按照與試樣制備相同的步驟制備。
18種PCBs的總離子流譜圖如圖1所示:除了PCB123和PCB118峰沒有完全分開,其它各個目標(biāo)物分離度較好,樣品測試時間可控在14min之內(nèi)。以每種化合物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),其定量離子的峰面積為縱坐標(biāo),外標(biāo)法定量,繪制校準(zhǔn)曲線。線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表3,相關(guān)系數(shù)均大于0.998,顯示了方法優(yōu)良的線性。
表3 PCBs選擇性離子掃描參數(shù)
圖1 多氯聯(lián)苯總離子流色譜圖(TIC)
稱取10.0g土壤樣品8份,其中7份加入多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)溶液3μL,此時土壤中多氯聯(lián)苯加標(biāo)濃度為3μg/kg,所有土壤樣品經(jīng)提取后濃縮至1mL待測。依據(jù)HJ168-2010,所得結(jié)果按下式計算檢出限,以4倍檢出限換算得到測定限,結(jié)果見表4。
表4 方法檢出限和定量限測試數(shù)據(jù)表 單位:μg/kg
MDL=t(n-1,0.99)×標(biāo)準(zhǔn)偏差n=7時,t=3.143
對10.0 g土壤樣品進(jìn)行加標(biāo)測試,樣品中多氯聯(lián)苯加標(biāo)量分別為6、10、14μg/kg,加標(biāo)土樣經(jīng)前處理后進(jìn)入氣相色譜-質(zhì)譜分析,每種樣品測定6次,方法精密度、準(zhǔn)確度見表5。
表5 準(zhǔn)確度與精密度測試結(jié)果
采用本方法測定了南水北調(diào)中線水源地渠首附近空閑地土壤中的多氯聯(lián)苯,平行測定2次,結(jié)果均未檢出。
本方法研究了快速溶劑萃取法提取土壤中18種多氯聯(lián)苯的分析方法,通過線性關(guān)系、檢出限、重復(fù)性及加標(biāo)回收率的方法學(xué)驗證。該方法自動化程度高,具有較低的檢出限、滿意的精密度和準(zhǔn)確度,同時對操作者和環(huán)境友好,適合于大批量的土壤樣品中痕量多氯聯(lián)苯的測試分析。