土壤中苯并(a)芘提取方法的比较研究

彭华 王琪 朱泽军 王媛媛

（河南省环境监测中心 河南郑州 450000）

土壤中苯并(a)芘提取方法的比较研究

彭华 王琪 朱泽军 王媛媛

（河南省环境监测中心 河南郑州 450000）

本文选取了索氏提取、自动索氏提取、压力流体提取、微波提取和超声提取5种常用的土壤提取方法，以苯并(a)芘为例对提取的效果进行比较研究。结果表明，这5种提取方法的精密度和准确度方面都没有显著性差异，都是适合土壤中苯并(a)芘的提取方法。在精密度方面，压力流体提取法和超声提取法略优于其他方法。在加标回收率方面，索氏提取和压力流体提取法略优于其他方法。5种提取方法提取有证标准物质，测定结果的平均值全部在置信区间内。在实际工作中，可以根据实验室具体情况选择适合的提取方法。

土壤；提取方法；苯并(a)芘；比较

引言

苯并(a)芘（Benzoapyrene），是一种五环多环芳香烃类，是多环芳烃中毒性最大的一种致癌物、致畸原及诱变剂[1]。苯并(a)芘不仅在环境中广泛存在，也较稳定，而且与其它多环芳烃的含量有一定的相关性，所以，一般都把苯并(a)芘作为多环芳烃类物质的代表进行研究[2,3]。苯并芘主要存在于煤焦油、各类炭黑和煤、石油等燃烧产生的烟气、香烟烟雾、汽车尾气中，以及焦化、炼油、沥青、塑料等工业污水中。能够通过废油、含油废水、煤气站废水、柏油路面排水以及淋洗了空气中煤烟的雨水等途径进入土壤生态系统，并最终在土壤形成累积，造成污染。土壤是一种重要资源，也是人类赖以生存和发展的最根本的物质基础。但是随着我国土壤开发利用的持续增加和工业及交通运输的快速发展，所引起的污染问题也越来越突出和严重，也越来越引起人们的重视。为了掌握土壤中苯并(a)芘的污染状况，选择适宜的分析测定方法非常重要，而提取方法是分析方法的关键环节。文献报导的土壤多环芳烃的提取方法有索氏提取、压力流体提取、微波提取和超声提取等[4-8]。本文选取了几种常用的土壤提取方法，以苯并(a)芘为例对提取的效果进行比较研究，为实际工作中提取方法的选取提供的数据支撑和理论依据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

2695E型液相色谱仪（美国沃特世公司）；自动索氏提取仪（瑞典福斯公司）；快速溶剂提取仪（美国戴安公司）；微波消解仪（美国CEM公司）；数控系列超声波处理器（上海生析超声仪器有限公司）；凝胶色谱仪（美国J2公司）；多功能氮吹仪（北京同泰联科技发展有限公司）；超纯水机（美国Millipore公司）。

苯并（a）芘标准品（美国 AccuStandard公司）；丙酮、正己烷、乙腈等溶剂均为色谱纯级别。

1.2 实验方法

选用丙酮/正已烷（1:1）（v/v）作提取剂，称取10g土壤样品分别经过索氏提取、快速索氏提取、压力流体提取、微波提取和超声提取，提取液采用凝胶色谱（GPC）净化方法去除干扰物，氮吹浓缩定容至1ml，用高效液相色谱仪检测。

1.2.1 索氏提取

土壤样品装入玻璃纤维滤筒中，加入100 ml丙酮/正已烷（1:1）（v/v），浸泡 12 h，回流 8 h，每小时回流 6次，之后冷却至室温。提取液过无水硫酸钠后，转移至浓缩瓶中，并用少量正已烷洗圆底烧瓶数次，将提取液用浓缩仪浓缩至1 ml，再加入10 ml正己烷，继续浓缩到 1 ml，待净化。

1.2.2 自动索氏提取

土壤样品置于自动索氏专用的套筒内，放入仪器中，在提取杯中加入 50ml丙酮/正已烷（1:1）（v/v），使套筒中的样品浸入提取溶剂中，100℃下提取60min，淋洗60min。待初始提取结束后，把套筒提起，继续淋洗、浓缩。结束后取出提取杯，收集提取液，并用提取剂少量多次荡洗提取杯，与提取液合并。浓缩后待净化。

1.2.3 压力流体提取

土壤样品与适量硅藻土混匀后装入提取池中。提取溶剂为丙酮/正已烷（1:1）（v/v），加热温度：100℃；压力：1500～2000psi；静态提取时间：5min（5min 预加热平衡）；淋洗体积：60%池体积；氮气吹扫：60s，150psi；静态提取次数：2次。

提取液浓缩后待净化。

1.2.4 微波提取

土壤样品加入消解罐，向消解罐中加入25mL丙酮/正已烷（1:1）（v/v），封盖后放入微波消解仪。110℃保持20min。提取液浓缩后待净化。

1.2.5 超声提取

土壤样品加入250ml具塞锥形瓶中，加入50ml丙酮/正已烷，放入超声波处理器中提取30min，将提取液过无水硫酸钠后，转移至浓缩瓶中，重复上述操作提取两次，将三次的提取液合并到浓缩瓶中，用浓缩仪浓缩至1ml，再加入10ml正己烷，继续浓缩到1ml，待净化。

1.3 仪器条件

Waters PAH 色谱柱（250mm×4.6mm，5μm），柱温箱温度 30℃，流速 1.5ml/min，进样量 10 μl，流动相为乙腈。荧光检测器，激发波长296nm，发射波长408nm。

2 结果与讨论

2.1 精密度

每种提取方法平行测定6份样品，测定结果的相对标准偏差见表1，索氏提取、自动索氏提取、压力流体提取、微波提取和超声提取的相对标准偏差分别为：17.8%、16.4%、14.7%、17.4%、14.4%。采用Cochrane检验法，计算C=0.264。查Cochrane检验表，当m=5，n=6，显著性水平C0.05=0.506。C≤C0.05，说明5种提取方法的精密度是一致的。

表1 精密度测定结果 单位：g/kg

2.2 加标回收率

在土壤样品中加入一定量的标准溶液，混匀后放置过夜，制备加标样品。每种提取方法平行测定6份样品，测定结果的加标回收率见表2。加标回收率范围分别为：索氏提取66.7%～96.0%，自动索氏提取58.4%～84.2%，压力流体提取57.7%～91.7%，微波提取57.0%～79.6%，超声波提取64.5%～84.5%。

表2 加标回收率测定结果 单位：%

2.3 标准物质

取标准物质（IRM-104A），其中苯并（a）芘参考值0.396mg/kg，置信区间0.34-0.45 mg/kg。每种提取方法平行测定6份样品，结果表明有证标准物质（IRM-104A）经过5种不同提取方法提取后，测定结果的平均值全部在置信区间内，见表3。

表3 有证标准物质测定结果 单位：mg/kg

对分析结果进行方差分析，分析结果表见表4。F＜F0.05，因此上述5种提取方法分析结果的差异不显著。

表4 方差分析表

结语

索氏提取法是最常用的固体样品中苯并(a)芘的提取技术，该法的优点是提取效率高且比较完全，但提取剂用量较大，提取时间长，操作较为繁琐[9]。与传统的提取技术相比，自动索氏提取不仅拥有传统索氏抽提的高回收率，而且还具有超声提取等新技术的时间短、溶剂用量少等特点，是美国EPA 3541推荐使用的方法[10]。压力流体提取是全自动萃取方法，利用提高温度和增加压力来提高萃取效率，其结果大大加快了萃取的时间并明显降低萃取溶剂的用量，并且避免了使用超声波萃取所带来的多次清洗的问题[11]。超声波提取是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高污染物的溶出速度和溶出次数，缩短提取时间的浸提方法[12]。微波提取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点[13]。

经过本研究的验证，结果表明，这5种提取方法的精密度和准确度方面都没有显著性差异，都是适合土壤中苯并(a)芘的提取方法。在精密度方面，压力流体提取法和超声提取法略优于其他方法。在加标回收率方面，索氏提取和压力流体提取法略优于其他方法。5种提取方法提取有证标准物质，测定结果的平均值全部在置信区间内。在实际工作中，可以根据实验室具体情况选择适合的提取方法。

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彭华（1967-），女，汉，籍贯：河南省信阳市，高级工程师，主要从事环境监测工作。