利用热脱附／冷阱捕集提取土壤中挥发性有机物的条件研究*

莫达松，李健，罗平，梁勇，苏云鹏，刘守廷，蒋天成

(广西分析测试研究中心，南宁 530022)

挥发性有机物(VOCs)是一类含碳化合物，可能含有氢、氧、氟、氯、溴、硫或氮等元素，沸点一般在50～260℃[1]。非极性VOCs很容易吸附于黏土或有机质中，使土壤受到污染，一旦土壤暴露到空气中，VOCs则很容易挥发逸出，对人体健康造成严重危害[2-3]，因此VOCs对土壤的污染越来越受到人们的重视。VOCs来源广泛，因其在土壤中残留浓度低且极易挥发，测定土壤中VOCs的含量时选择合适的提取方法十分重要。最佳的样品提取技术能够减小样品挥发，减少误差来源，提高分析灵敏度。目前土壤中VOCs的常用提取技术主要有溶剂萃取法[4]、吹扫捕集法[5-7]、静态顶空法[8]和固相微萃取法[9]，另外还有其它一些方法如微波辅助萃取法[10]等。笔者采用热脱附／冷阱捕集技术提取土壤样品中的VOCs，通过对热脱附条件、冷阱捕集条件的研究，建立了一种高效的土壤中VOCs提取方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：Agilent 6890 N GC／5975 MS型，美国Agilent公司；

TDS2热脱附系统：带自动进样器，德国Gerstel公司；

17种VOCs混合标准溶液(REVOC007)：2000 μg／mL，爱尔兰 Reagecon 公司；

土壤标准样品：编号为GBW 07430(GSS-16)；

空热脱附管；

VOCs标准溶液中间液、使用液：用带聚四氟乙烯密封盖的2 mL样品瓶，用甲醇溶液稀释17种VOCs混合标准溶液，配制成200 mg／L中间液，5 mg／L的标准混合使用液。

1.2 实验条件

(1)气相色谱条件

HP-5MS毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm，1.4 μm)；载气：纯度为99.999%的He气；柱流速：恒流模式，1.00 mL／min；柱温：初始40℃保持5 min，以5℃／min升温至150℃，再以6℃／min升温至250℃，在 250℃保持 2 min；分流比：10∶1。

(2)质谱条件

电离方式：EI；电子能量：70 eV；质谱接口温度：280℃；离子源温度：230℃；质谱扫描范围：35～400 u；扫描方式：SIM。

1.3 实验方法

称取0.5 g标准土壤样品，置于空热脱附管中，添加17种VOCs混合标准溶液至标准土壤样品中，添加水平为1 mg／kg，然后在样品前后两端用玻璃棉和不锈钢滤网堵住，制成样品管，通过自动进样器送入TDS2热脱附系统中，进行热脱附并经冷阱捕集，再通过二次解吸后测定。

1.4 标准工作曲线绘制

利用17种VOCs混合标准溶液，以甲醇稀释，配制质量浓度分别为 0.2，0.4，0.8，1.2，2.0，3.0 mg／L 的系列标准溶液，以标准溶液质量浓度为横坐标，以化合物特征离子峰面积为纵坐标绘制标准工作曲线。

2 结果与讨论

2.1 热脱附温度

按1.3实验方法制备4根样品管，按1.2实验条件测定，以不同的脱附温度进行解吸，测试结果见表1。由表1可知，热脱附温度在300，310℃时测试结果基本一致。实验选择热脱附温度为300℃。

表1 不同脱附温度土壤加标测定结果 mg／kg

2.2 热脱附时间

按1.3实验方法制备4根样品管，按1.2实验条件测定，以不同的脱附时间进行解吸，测试结果见表2。由表2可知，脱附时间在3，4，5 min时测试结果基本一致。实验选择热脱附时间为3 min。

2.3 冷阱捕集温度

按1.3实验方法制备5根样品管，按1.2实验条件测定，以不同冷阱温度进行捕集，测试结果见表3。由表3可知，冷阱温度在-10，-15，-20℃时测试结果基本一致。实验选择捕集温度为-10℃。

表2 不同脱附时间加标土壤样品测试结果 mg／kg

表3 各捕集温度下加标土壤样品测试结果 mg／kg

2.4 测量精密度和准确度

在实验确定的优化提取条件下测定土壤加标样品，重复测定5次，结果见表4。

表4 优化条件后加标土壤的测定结果及精密度(n=5)

由表4可知，优化条件后测定结果为0.75～0.94 mg／kg，相对标准偏差在2.89%～7.16%之间，条件优化后回收率为75%~94%，表明提取效果良好。

3 结语

利用热脱附／冷阱捕集系统提取土壤中挥发性有机物，该方法与传统的提取方法相比，具有操作简单、快速、提取效率高的特点。

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