加压流体萃取——气相色谱质谱法测定淡水生物体中的16种多环芳烃

陈飞龙，陆金丹，侯军沛，杨嘉慧

(广东省科学院 广东省测试分析研究所(中国广州分析测试中心)，广东 广州 510070)

多环芳烃又称PAHS，是分子中含有两个或两个以上苯环的有机污染物，主要由矿物燃料及其他有机燃料的不完全燃烧和热解产生，其在环境中广泛分布，是重要的环境和食品污染物。PAHs对生命体有很大的危害性，具有强烈的三致效应(致畸、致癌和致突变)，且由于其较好的脂溶性，易在生物体中蓄积并通过食物链在高营养级生物体中富集[1-3]。淡水中的PAHs来源可分为天然来源和人为来源两类，其中人为来源是其主要来源，主要包括汽油柴油泄漏、轮船发动机燃烧以及污水和废弃物排放等[4]。这些污染物很容易在鱼、虾类生物体中蓄积，不仅影响淡水生态系统稳定，降低水产品质量，而且会通过食物链影响人类健康。因此，对淡水生物体中PAHs的监测检测，它不仅是水体污染程度的反映，还与人类健康密切相关。

目前，PAHs的前处理方法主要有索氏提取、超声提取、微波提取和加压流体萃取法。加压流体萃取法是一种在高温、高压的条件下，利用有机溶剂快速萃取样品中目标物的自动化方法。高温条件使溶剂的萃取大幅提高，而高压条件又能使溶剂保持液态。因而具有提取效率高、操作简便易行等优点，目前在土壤中有机物前处理方面已经得到了广泛应用。针对PAHs的分析，常用的方法有气相色谱法、液相色谱法和气相色谱-质谱联法等。气相色谱-质谱法凭借其选择离子技术的优势，可在复杂基质中准确确定目标物，因而得到较为广泛的应用[5-6]。

本文选取鱼类、虾类常见淡水生物种类为测定对象，建立了加压流体萃取-气相色谱质谱法测定淡水生物体中16种PAHs的分析方法。并对该方法的准确度、精密度和回收率进行了讨论研究，为淡水生物体中PAHs的定性、定量检测分析提供了依据[7]。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

主要仪器：7890B-5977B气相色谱-质谱仪(美国Agilent公司)；E-914快速溶剂萃取仪(瑞士Buchi公司)；DGJ-25E 冷冻干燥机(中国博登公司)；HPE-6B平行真空浓缩蒸发仪(天津恒奥公司)。

试剂：正己烷、二氯甲烷(色谱纯，德国CNW公司)；无水硫酸钠(分析纯，广州化学试剂厂)；硅藻土(10-20目，德国CNW公司)、石英砂(分析纯，天津大茂化学试剂厂)。

标液：16种PAHS标准溶液200 μg/mL，内标菲-d10和替代物2-氟联苯，浓度为1000 μg/mL。

1.2 加压流体萃取方法

样品前处理：将样品(淡水鱼、虾)，真空冷冻干燥，然后均匀粉碎，称取粉末样品10.00g，放入ASE萃取池中，在样品中加入替代物，再加入石英砂、硅藻土，用滤纸封好上端，最后使用正己烷：丙酮=1∶1溶剂萃取，采用如表1参数萃取。

表1 仪器主要工作参数

ASE完成萃取后，使用平行蒸发仪浓缩萃取液到小于1.0 mL，加入内标，定容1.0 mL，样品上GC-MS读取数据。

1.3 色谱条件

色谱柱：HP-5MS色谱柱：30 m-0.25 mm-0.4μm；进样口温度：280℃；载气：高纯氦气(99.999%)；流速：1.5 mL/min进样量：1.00 μL；不分流进样；程序升温条件：初始温度80℃保留0 min，以20℃/min升温到185℃，再以6℃/min升温到260℃，最后以10℃/min升温到295℃，保留时间3 min。

1.4 质谱条件

离子源：电子轰击(EI)离子源；离子源温度：230℃；离子化能量：70 eV；接口温度：280℃；四极杆温度：150℃；扫描范围：50～500 amu；溶剂延迟时间：3 min；扫描时间：5 min；碰撞气流速：1.0 mL/min；扫描模式：全扫描(Scan)和选择离子扫描(Sim)。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

将16种PAHs标准溶液，用正己烷准确配制出20.0 μg/mL的PAHs的混标，加入内标菲-d10、替代物2-氟联苯配制成10.0、20.0、50.0、100、200、500 μg/L的工作曲线。在本方法推荐的仪器参考条件下，目标物的总离子如图1所示：

图1 16种PAHs及内标物混合溶液的总离子色谱图

2.2 检出限

表2 16种多环芳烃检出限

按以上仪器的测试方法，配制质量浓度相当于20.0 μg/kg的空白加标溶液，用GC-MS连续进行7次检测，根据HJ168-2010 可知，检出限=3.143×七次平行测定的标准偏差，具体检出限数据如下表所示，由表可知16种PAHs检出限为0.41～1.43 μg/kg。

2.3 精密度和准确度

分别称取10.00 g淡水生物粉末样品6份，分别记为-1、-2、-3、-4、-5、-6，每份样品加入质量浓度为50 μg/kg的16种PAHS标液，按照上述的方法处理样品，并采用优化的GC-MS仪器条件得到数据，算出的平均回收率为85.8%～102.2%，相对偏差则为2.08%～10.42%，数据如表3所示。

表3 样品中16种多环芳烃含量的精密度和准确度

2.4 样品含量测定

平行称取两份制好的淡水生物体粉末样，做平行实验，用ASE处理完，上GC-MS测定，结果如表4所示。

表4 样品中16种多环芳烃含量 μg/kg

两次平行实验结果表明：样品平行性好，相对偏差小于20%，可满足日常测试要求。

3 结论

采用加压流体萃取法(ASE)处理淡水生物体样品，用GC-MS测定16种多环芳烃的含量，根据16种多环芳烃的性质，选择最优的萃取条件加压流体萃取和GC-MS分析方法，连续采集七针空白加标溶液上样，得到其检出限为0.41～1.43 μg/kg。然后根据六个100 μg/kg样品加标得数据算出其精密度：2.08%～10.42%；准确度：85.8%～102.2%。实验证明采用该方法处理淡水生物体样品速度快，回收率高，数据准确，可以为以后的淡水生物体多环芳烃检测作参考。