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(共32张PPT)
多环芳烃的测定
——液液萃取/高效液相色谱法

一 预备知识
1. 多环芳烃
多环芳烃（PAHs）是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物，是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物，主要来源于化石燃料的不完全燃烧。美国环保署公布的16种优先控制PAHs为萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、芁 屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[ghi]苝。其中不少化合物对人体和生物具有“三致”作用。

一 预备知识
图 多环芳烃的结构式

一 预备知识
多环芳烃多为无色或淡黄色结晶，个别具深色，具有较高的熔点和沸点，蒸汽压很低，难溶于水。
2.液液萃取
液液萃取是利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。

一 预备知识
3.高效液相色谱（HPLC）
高效液相色谱系统一般由高压输液泵、进样装置、色谱柱、检测器、数据记录及处理系统组成。其中高压输液泵、色谱柱、检测器都是关键部件。HPLC利用高压输液泵输送流动相通过整个色谱系统，泵的性能好坏直接影响到整个系统的质量和分析结果的可靠性。色谱柱是色谱系统的心脏，担负着分离作用。要求柱效高、选择性好、分析速度快等。检测器的作用是把洗脱液中组分的浓度转变为电信号，并由数据记录和处理系统绘出谱图。下图为两种不同检测器串联的十六种多环芳烃标准色谱图。

一 预备知识

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
样品的采集和保存 样品必须采集在预先洗净烘干的采样瓶中，采样前不能用水样预洗采样瓶，以防止样品的沾染或吸附。采样瓶要完全注满，不留气泡。若水中有残余氯存在，要在每升水中加入 80 mg 硫代硫酸钠（5）除氯。 样品采集后应避光于 4℃以下冷藏，在 7 d内萃取，萃取后的样品应避光于 4℃以下冷藏，在 40 d 内分析完毕。
二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
实训试剂 1 乙腈（CH3CN） 液相色谱纯。
2 甲醇（CH3OH） 液相色谱纯
3 二氯甲烷（CH2Cl2） 液相色谱纯。
4 正己烷（C6H14） 液相色谱纯
5 硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O） 　
6 无水硫酸钠（Na2SO4） 在400℃下烘烤 2 h，冷却后，贮于磨口玻璃瓶中密封保存。

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
实训试剂 　 　 7 氯化钠（NaCl） 在 400℃下烘烤 2 h，冷却后，贮于磨口玻璃瓶中密封保存。
8 多环芳烃标准贮备液 质量浓度为 200 mg/L ，含十六种多环芳烃的乙腈溶液，包括萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、芁 屈、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[ghi]苝。
贮备液于 4℃以下冷藏。

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
实训试剂 9 多环芳烃标准使用液 取 1.0 ml 多环芳烃标准贮备液于 10 ml 容量瓶中，用乙腈（1）稀释至刻度，该溶液中含多环芳烃 20.0 mg/L。在 4℃以下冷藏。
10 十氟联苯 （Decafluorobiphenyl） 纯度：99%，样品萃取前加入，用于跟踪样品前处理的回收率。
11 十氟联苯标准贮备溶液 称取十氟联苯（10）0.025 g，准确到 1 mg，于 25 ml 容量瓶中，用乙腈溶解并稀释至刻度，该溶液中含十氟联苯 1 000 g/ml。在 4℃以下冷藏。

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
实训试剂 12 十氟联苯标准使用溶液 取 1.0 ml 十氟联苯标准贮备溶液（11）于 25 ml 容量瓶中，用乙腈稀释至刻度，该溶液中含十氟联苯 40 g/ml。在 4℃以下冷藏。
13 淋洗液 二氯甲烷/正己烷（1+1）混合溶液（体积分数）
14 硅胶柱 1 000 mg/6.0 ml

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
　 15 弗罗里硅土柱 1 000 mg/6.0 ml
实训试剂 16 玻璃棉或玻璃纤维滤纸： 在 400℃加热1 h，冷却后，贮于磨口玻璃瓶中密封保存。
　 17 氮气 纯度≥99.999%，用于样品的干燥浓缩。

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
样的预处理 　 液液萃取 　 萃 取 摇匀水样，量取 1 000 ml 水样（萃取所用水样体积根据水质情况可适当增减），倒入2 000 ml 的分液漏斗中，加入 50 l 十氟联苯（12） ，加入30 g 氯化钠（7），再加入50 ml 二氯甲烷（3）或正己烷（4），振摇 5 min，静置分层，收集有机相，放入 250 ml 接收瓶中，重复萃取两遍，合并有机相，加入无水硫酸钠至有流动的无水硫酸钠存在。放置 30 min，脱水干燥。
浓 缩 用浓缩装置浓缩至 1 ml，待净化。如萃取液为二氯甲烷，浓缩至 1 ml，加入适量正己烷至 5 ml，重复此浓缩过程 3次，最后浓缩至 1 ml，待净化。

二 实训准备
准备事宜 　 名 称 方 法
样的预处理 　 液液萃取 　 净 化 饮用水和地下水的萃取液可不经过柱净化，转换溶剂至 0.5 ml 直接进行 HPLC 分析。
地表水和其他萃取液的净化：用 1 g 硅胶柱（14）或弗罗里硅土柱（15）作为净化柱，将其固定在液液萃取净化装置上。先用4 ml淋洗液冲洗净化柱，再用10 ml正己烷平衡净化柱（当2 ml正己烷流过净化柱后，关闭活塞，使正己烷在柱中停留 5 min） 。将浓缩后的样品溶液加到柱上，再用约 3 ml 正己烷分 3 次洗涤装样品的容器，将洗涤液一并加到柱上，弃去流出的溶剂。被测定的样品吸附于柱上，用 10 ml 二氯甲烷/正己烷（1+1）洗涤吸附有样品的净化柱，收集洗脱液于浓缩瓶中（当2 ml 洗脱液流过净化柱后关闭活塞，让洗脱液在柱中停留 5 min） 。浓缩至 0.5～1.0 ml，加入 3 ml 乙腈，再浓缩至 0.5 ml 以下，最后准确定容到 0.5 ml 待测。

三 分析步骤
1. 色谱条件的设定
色谱条件Ⅰ：
梯度洗脱程序：65%乙腈+35%水，保持 27 min；以 2.5%乙腈/min 的增量至 100%乙腈，保持至出峰完毕。
流动相流量：1.2 ml/min。
色谱条件Ⅱ ：
梯度洗脱程序：80%甲醇+20%水，保持 20 min；以 1.2%甲醇/min 的增量至 95%甲醇+5%水，保持至出峰完毕。
流动相流量：1.0 ml/min。
检测器 ：
紫外检测器的波长：254 nm、220 nm和 295 nm。
荧光检测器的波长：激发波长λex 为 280 nm，发射波长λem 为 340 nm。20 min 后λex 为 300 nm，λem为 400 nm、430 nm和 500 nm。
2. 标准曲线的绘制
取一定量多环芳烃标准使用液（9）和十氟联苯标准使用液（12）于乙腈中，制备至少 5 个浓度点的标准系列，多环芳烃质量浓度分别为 0.1、0.5、1.0、5.0、10.0 g/ml，贮存在棕色小瓶中，于冷暗处存放。

三 分析步骤
通过自动进样器或样品定量环分别移取 5 种浓度的标准使用液 10 μl，注入液相色谱，得到各不同浓度的多环芳烃的色谱图。以峰高或峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。标准曲线的相关系数＞0.999，否则重新绘制标准曲线。
每个工作日应测定曲线中间点溶液，来检验标准曲线。

三 分析步骤
样品的测定
取 10 μl 待测样品注入高效液相色谱仪中。记录色谱峰的保留时间和峰高（或峰面积）。
空白试验
在分析样品的同时，应做空白试验，即用蒸馏水代替水样，按与样品测定相同步骤分析，检查分析过程中是否有污染。

三 分析步骤
计算样品中多环芳烃的质量浓度。
式中：
ρi——样品中组分 i的质量浓度， g/L；
ρxi——从标准曲线中查得组分 i 的质量浓度，mg/L；
V1——萃取液浓缩后的体积， l；
V——水样体积，ml。

三 分析步骤

四 质量保证和质量控制
1.空白测试
所有空白测试结果应低于方法检出限。
1.1 试剂空白：每批试剂均应分析试剂空白。
1.2 空白试验：每分析一批样品至少做一个空白试验。
2. 加标回收率控制范围
2.1空白加标：各组分的回收率在 60%～120%。
2.2十氟联苯：回收率在 50%～130%。

四 质量保证和质量控制
3.连续校准（曲线中间点检查）
连续校准的质量浓度为曲线中间点。按下式计算ρc与校准点ρi 的相对偏差（D）：
D=(ρ_c-ρ_i)/ρ_i ×100%
式中：
D——ρc与校准点ρi 的相对偏差，%；
ρi——校准点的质量浓度（如 1.0 mg/ml）；
ρc——测定的该校准点的质量浓度。
如果 D≤10%，则初始标准曲线仍能继续使用；如果任何一个化合物的 D＞10%，要查找原因，采取措施。如果采取措施后不能找到问题根源，应绘制新的标准曲线。
五 多环芳烃测定原始数据记录表
1. 标准曲线绘制
组分 浓度 保留时间 峰高或峰面积 标准曲线
g/ml γ
萘 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 苊 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 芴 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 组分 浓度 保留时间 峰高或峰面积 标准曲线
g/ml γ
二氢苊 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 菲 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 蒽 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 浓度 保留时间 峰高或峰面积 标准曲线
g/ml γ
十氟联苯 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 荧蒽 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 芘 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 浓度 保留时间 峰高或峰面积 标准曲线
g/ml γ
　 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 苯并[a]蒽 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 苯并[b]荧蒽 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 浓度 保留时间 峰高或峰面积 标准曲线
g/ml γ
苯并[k]荧蒽 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 苯并[a]芘 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 二苯并[a,h]蒽 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 浓度 保留时间 峰高或峰面积 标准曲线
g/ml γ
苯并[ghi]苝 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 茚并[1,2,3-cd]芘 0.1 　 　 　
0.5 　 　 1 　 　 5 　 　 10 　 　 五 多环芳烃测定原始数据记录表
2.样品的测定：
组分 样品 峰面积或峰高 从标准曲线查得组分质量浓度，mg/L 样品中组分的质量浓度， g/L
萘 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
　 空白 　 　 　
苊 样品1 　 　 　
　 平行样 　 　 　
芴 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 样品 峰面积或峰高 从标准曲线查得组分质量浓度，mg/L 样品中组分的质量浓度， g/L
二氢苊 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
　 空白 　 　 　
菲 样品1 　 　 　
　 平行样 　 　 　
蒽 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 样品 峰面积或峰高 从标准曲线查得组分质量浓度，mg/L 样品中组分的质量浓度， g/L
十氟联苯 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
荧蒽 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
芘 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 样品 峰面积或峰高 从标准曲线查得组分质量浓度，mg/L 样品中组分的质量浓度， g/L
　 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
苯并[a]蒽 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
苯并[b]荧蒽 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
苯并[k]荧蒽 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
五 多环芳烃测定原始数据记录表
组分 样品 峰面积或峰高 从标准曲线查得组分质量浓度，mg/L 样品中组分的质量浓度， g/L
苯并[a]芘 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
二苯并[a,h]蒽 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
苯并[ghi]苝 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
茚并[1,2,3-cd]芘 空白 　 　 　
样品1 　 　 　
平行样 　 　 　
分析人 校对人 审核人
五 多环芳烃测定原始数据记录表

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