高效液相色谱法测定水中多环芳烃

• 摘 要：本文拟定了测定饮用水、地表水和地下水中萘(NpH)、荧蒽(FLU)、苯并(b)荧蒽(BbF)、苯并(k)荧蒽(BkF)、苯并(a)芘(BaP)、苯并(ghi)北(BPer)、和茚并(1，2，3—Cd)芘(IP)七种多环芳烃(PAH)的高效液相色谱分析法。本方法的最低检测量(单位：ng)分别为：NpH0.10，FLU0.03，BbF0.01，BkF0.002，BaPO.01，Bper0.04，IP0.08。若取水样1000ml，进样量为20μ1，则最低检测浓度(单位：μg/L)分别为：NpH0.005，FLU0.0015，BbF0.0005，BkFO.0001，BaPO.0005，Bper0.002，IP0.004。
  

采用正己烷提取水中多环芳烃，提取液经无水硫酸钠脱水，并通过0.45tan滤膜过滤去除杂质，浓缩至一定体积后，用配备荧光和紫外检测器的高效液相色谱仪进行定量测定。

2.1 高效液相色谱流动相：甲醇， HPLC纯或优级，使用前经0.45μm过滤和脱气。
2.2 标准溶液
2.2.1 标准储备液：各种多环芳烃(PAH)的标准储备液均购自国家标准物质研究中心。使用前用甲醇(2.1)将各PAH标准储备液稀释成浓度(单位：ng/ml)分别为NpH500， FLUl00，BbFSO，BkFl0，BaP50，Bper200，IP300的标准液，保存于4℃冰箱中备用。
2.2.2 混合PAH标准溶液：于l0ml容量瓶中加入稀释后的FLU、BbF、BkF、BaP、BPer、IP标准液(2.2.1)各1.00±0.01ml，用甲醇(2.1)稀释至标线，配成各组分浓度(单位：ng/ml)分别为FLUl0.0，BbF5.0，BkFl.0，BaP5.0，Bper20.0，IP30.0的混合PAH标准溶液。
2.2.3 萘标准溶液：于10ml容量瓶中加入稀释后的萘标准液(2.2.1)1.00±0.0lml，用甲醇(2.1)稀释至标线，配成NpH浓度为50.0ng/ml的标准溶液。
2.3 水样预处理试剂
2.3.1 正己烷：HPLC纯，必要时重蒸馏，浓缩50倍后在待测组分的检测限内不出现色谱峰。
2.3.2 无水硫酸钠(NaaS04)：分析纯无水硫酸钠经400℃灼烧2小时，保存于干燥器中备用。
2.3.3 硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)：分析纯。
2.4 实验用水：Mill-Q超纯水。

3.1 高效液相色谱系统
3.1.1 515恒流泵：Waters公司，流速精度为：0.001ml/min。
3.1.2 色谱分析柱：Supelcosil PAH专用柱，15craX4.6mm，5μm。
3.1.3 474荧光检测器：Waters公司，具有激发/发射光谱扫描及编程功能。
3.1.4 486紫外检测器：Waters公司。
3.1.5 717自动进样器：Waters公司。
3.1.6 恒温柱箱：Waters公司。
3.1.7 色谱工作站：Millennium32色谱管理软件，Waters公司。
3.2 振荡器：可调速、定时。
3.3 抽滤装置：用于流动相甲醇抽滤脱气的抽滤装置应与用于样品预处理的抽滤装置分开使用。
3.4 恒温水浴。
3.5 玻璃器皿
3.5.1 采样瓶：1000ml带磨口玻璃塞的棕色细口瓶。
3.5.2 分液漏斗：1000ml，玻璃活塞不涂润滑油。
3.5.3 量筒：1000ml。
3.5.4 比色管：50ml。
3.5.5 浓缩管：50ml。所有玻璃器皿均需经过铬酸洗液浸泡，清洗干净，最后用超纯水清洗。

4.1 水样的性质
水样中的PAH易吸附于颗粒物或容器壁上，且对光敏感。水样中残余氯对其稳定性有影响。
4.2 水样的采集
水样必须采集在棕色玻璃容器中，采样前不能用水样预洗瓶子，以防止样器的沾染和吸附，在采样点采样及盖好瓶塞时，水样瓶要完全注满，不留空气。若水中有残余氯存在，要在，每升水中加入80mg硫代硫酸钠(2.3.3)除氯。
4.3 水样的保存
水样应放在暗处，4℃冰箱中保存。采样后应尽快在24小时内进行萃取。萃取后的样品若不能立即分析，应放在暗处，4℃冰箱中保存，并在40天内分析完毕。
4.4 水样的预处理
4.4.1 水样的萃取：摇匀水样，用1000ml量筒(3.5.3)量取1000ml水样(萃取所用水样体积视具体情况而定，可增减)于1000m1分液漏斗(3.5.2)中，加入50ml正己烷(2.3.1)，手摇分液漏斗，放气几次后，安装分液漏斗于振荡器架上(3.2)振摇5min进行萃取。取下分液漏斗静置约15—30min(静置时间视两相分开情况而定)，弃去水相。
4.4.2 萃取液的脱水净化
4.4.2.1 抽滤装置的准备：在抽滤装置中放置0.45μm滤膜，滤膜上覆盖3-5g无水硫酸钠(2.3.2)，用少量正己烷(2.3.1)润湿。将50m/比色管(3.5.4)放入滤瓶中，盛接过滤的萃取液。
4.4.2.2 萃取液的净化：启动抽滤装置电源，将苹取液全部转入抽滤装置进行抽滤。将过滤后的萃取液转入浓缩管中(3.5.5)，待浓缩。
4.4.2.3 萃取液的浓缩：将盛有萃取液的浓缩管放入恒温水浴(3.4)中，在70-80℃的水温下浓缩1.0ml，留待HPLC分析。

5.1 色谱条件的选择
5.1.1 流动相：萘：甲醇：水(V/V)=80：100；其它PAH：100%甲醇(2.1)
5.1.2 洗脱模式及洗脱流速：本方法使用等度洗脱，洗脱速率为1.0ml/min。
5.1.3 柱箱温度控制：本方法使用恒温柱箱，柱箱温度为30%。
5.1.4 检测器设置
本方法用紫外检测器检测萘，其它PAH 用荧光检测器检测。
5.1.4.1 荧光检测器
5.1.4.1.1 波长设置：本方法首先进行激发波长和发射波长的扫描，根据所得光谱图，找出各待测PAH的特征激发和发射波长。再根据波长程序设置的方法，确定各组分的激发和发射波长。见表1。 为获得方法的较高灵敏度，根据最优化柱系统条件下获得的各PAH的保留时间，进行波长程序设置，采用程序模式进行检测。程序实例见表2。

PAH	激发波长Ex(nm)	发射波长EM(nm)
FLU	230	435
BbF	300	430
BkF	300	430
Bap	300	430
Bper	300	410
IP	295	505

步序号	时间 (min)	激发波长 (nm)	发射波长 (nm)	检测分组
初始步		230	435	FUL
第一步	5.0	300	430	Bbf,BkF,BaP
第二步	13.0	300	410	Bper
第三步	17.5	300	500	IP
第四步(程序结束)	21.0	230	435

5.1.4.1.1 其它参数：荧光检测器的增益为100，衰减为16，响应为Digital Filter 10s。
5.1.4.2 紫外检测器紫外检测器在275mn波长下检测萘(NpH)。
5.1.5 数据记录和处理系统本方法使用Waters公司提供的Millennium32色谱管理软件进行数据记录和处理。
5.2 标准溶液 本方法采用外标法定量。
5.2.1 标准溶液的制备：根据本方法的线性范围，选择一个浓度的标准溶液(2.2.2)，通过不同的进样体积：5μl，10μl，20μl，40μl，60μl(至少5个点)，绘制标准曲线，其中最小的进样体积所含待测组分的质量(ng)应稍高于该组分的最低检测量。
5.2.2 标准溶液的使用：每个工作日必须测定一个或几个标准溶液点来检验标准曲线，并确定保留时间。如果某待测组分的标准溶液测定值与配置值的相对标准偏差大于15%，必须重新绘制标准曲线。根据各组分保留时间的变化调整荧光检测器的程序。
5.2.3 标准曲线的表示：以响应值对进样体积所含组分的质量(ns)作标准曲线。 Millennium32 色谱工作站将根据设定的标准和样品组模式，自动进行数据记录和处理，存储标准曲线。
5.3 样品测定
5.3.1 进样：本方法采用自动进样器(3.1.5)自动进样。进样量根据水样中PAH的含量确定，一般取5-40μl。
5.3.2 记录：检测数据记录由Millennium32 色谱工作站来完成。
5.4 谱图分析
5.4.1 定性分析
5.4.1.1 各组分的洗脱次序：本方法采用Supelcosil PAH专用柱，七种PAH的出峰顺序依次为：NpH，FLU，BbF，BkF，BaP，Bper，IP。
5.4.1.2 定性依据：以水样和标准溶液的保留时间来定性。在本方法中，由Millennium32色谱工作站来完成，用作定性的保留时间窗口宽度一般设定为保留时间的±5%。
5.4.2 定量分析 本方法中，Millennium32色谱工作站将根据储存的标准曲线自动计算出各组分的含量，单位：ng。然后根据下式计算样品浓度： Ci=m0xVtxl000/(V0XVs)
式中：

• Ci-水样中PAH的含量，μg/L；
  
• m0-由工作站计算出的一定进样体积(Vo)内所含PAH的质量，ng；
  
• Vt-萃取浓缩液的总体积，ml；
  
• Vo-萃取浓缩液的进样体积，μl；
  
• Vs-水样体积，ml。
  

6.1 定性结果
根据标准溶液色谱图中各组分的保留时间，确定出被测水样中存在的组分数目和组分名称，标识于色谱图上。本方法中，由 Millennium32色谱工作站来完成。
6.2 定量结果
6.2.1 含量的表示方法：按5.4.2中公式计算出水样中PAH的含量，以μg/L表示。
6.2.2 精密度和准确度
对纯水加标和自来水样加标样品进行多次测定，相对标准偏差均低于10%，加标回收率大于88%。

7.1 用于检测的HPLC系统应按照检定周期定期进行检定。
7.2 每个工作日必须测定一个或几个标准溶液点来检验标准曲线，以确定是否需要重新绘制标准曲线。
7.3 用于萃取的正己烷，每瓶必须做至少一份空白，以确定其是否符合要求，并计算其空白值。
7.4 每批分析样品(最多20个)中必须做至少一个平行样，以保证其准确度和精密度。
7.5 标准曲线的范围应包含水样中各组分的浓度。
7.6 实验室应保持完整的原始记录和所有质控数据，并对数据进行质量评价。