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高效液相色谱仪测定环境空气中苯并芘的含量
发布时间:2019-12-03 08:15  | 作者: admin  | 来源: 未知
高效液相色谱仪测定环境空气中苯并芘的含量


一、方法原理
用超细玻璃或石英纤维滤膜采集环境空气中的苯并[a]芘,用二氯甲烷或乙腈提取,提取液浓缩、净化后,采用高效液相色谱仪分离,荧光检测器检测,根据保留时间定性,外标法定量。
 
二、试剂和材料
除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂,实验用水为新制备的超纯水或蒸馏水。
 
2.1 乙腈(CH 3 CN):高效液相色谱纯。
 
2.2 正己烷(C 6 H 14 ):高效液相色谱纯。
 
2.3 二氯甲烷(CH 2 Cl 2 ):高效液相色谱纯。
 
2.4 无水硫酸钠(Na 2 SO 4 ):使用前于马弗炉 450℃加热 4 h,冷却,于磨口玻璃瓶中密封保存。
 
2.5 二氯甲烷-正己烷混合溶液:3+7,临用现配。
 
2.6 苯并[a]芘标准贮备液:ρ=100 µg/ml,溶剂为乙腈,直接购买市售有证标准溶液,参考标准溶液证书进行保存。
 
2.7 苯并[a]芘标准中间液:ρ=10.0 µg/ml。
 
准确移取 1.00 ml 苯并[a]芘标准贮备液至 10 ml 容量瓶中,用乙腈定容,混匀。4℃以下密封避光冷藏保存,保存期 1 年。
 
2.8 苯并[a]芘标准使用液:ρ=2.00 µg/ml。
 
准确移取 1.00 ml 苯并[a]芘标准中间液至 5 ml 容量瓶中,用乙腈定容,混匀。4℃以下密封避光冷藏保存,保存期 6 个月。
 
2.9 超细玻璃(或石英)纤维滤膜:根据采样头选择相应规格的滤膜。滤膜对 0.3 µm 标准粒子的截留效率不低于 99%,使用前在马弗炉中于 400℃加热 5 h 以上,冷却后保存于滤膜盒中,保证滤膜在采样前和采样后不受沾污,并在采样前处于平展状态。
 
2.10 硅胶固相萃取柱:1000 mg/6 ml,亦可根据杂质含量选择适宜容量的商业化固相萃取柱。
 
2.11 有机相针式滤器:13 mm×0.45 µm,聚四氟乙烯或尼龙滤膜。
 
三、仪器和设备
3.1 高效液相色谱仪(HPLC):具有荧光检测器和梯度洗脱功能。
 
3.2 色谱柱:4.6 mm×250 mm,填料为 5.0 μm 的 ODS-C 18 (十八烷基硅烷键合硅胶)色谱柱或其他性能相近的色谱柱。
 
3.3 采样器:满足 HJ 93 或 HJ/T 374 对采样器的要求。大流量采样器工作点流量为1.05 m 3 /min;中流量采样器工作点流量为 100 L/min;小流量采样器工作点流量为16.67 L/min。
 
3.4 提取设备:低频超声波清洗器、索氏提取器或加压流体萃取仪等性能相当的提取设备。
 
3.5 浓缩设备:氮吹浓缩仪、K-D 浓缩仪或其他性能相当的设备。
 
3.6 净化装置:固相萃取装置。
 
3.7 一般实验室常用仪器设备。
 
四、样品
4.1 样品采集
 
环境空气采样点位的布设符合HJ 194的要求,无组织排放监控点的布设符合HJ/T 55的要求;采样时间、频率及所采颗粒物粒径按照相关标准的规定执行。
 
采样时,用无锯齿镊子将滤膜放入洁净滤膜夹内,滤膜毛面朝向进气方向,将滤膜牢固压紧。将滤膜夹放入采样器中,设置采样时间等参数,启动采样器开始采样。采样结束后,用镊子取出滤膜,滤膜尘面向内对折,避免尘面接触无尘边缘,放入保存盒中。
 
4.2 样品保存
 
样品采集完成后,滤膜避光密封保存,迅速送回实验室,于 20℃以下 2 个月内完成提取;制备的试样在 4℃以下避光保存,30 日内完成分析。
 
4.3 试样的制备
 
4.3.1 样品提取
 
4.3.1.1 超声波提取
 
除去滤膜边缘无尘部分,将滤膜分成 n 等份,取 n 分之一滤膜切碎,放入具塞瓶内,加入适量二氯甲烷超声提取 15 min,提取液用无水硫酸钠干燥,转移至浓缩瓶中,重复提取三次,合并提取液,待浓缩、净化。通常整张直径 9 cm 滤膜,每次需加入 35 ml提取溶剂。
 
如果采用乙腈超声提取,将切碎的滤膜放入 10 ml 具塞瓶内,准确加入 5.0 ml乙腈超声提取 15 min,静置,提取液用有机相针式滤器过滤,弃去 1 ml 初始液,滤液收集于样品瓶中待测。
 
注:根据实际样品情况确定滤膜取用量,必须保证所取滤膜浸没在液面之下。
 
4.3.1.2 索氏提取
 
将滤膜放入索氏提取器中,加入 100 ml 二氯甲烷,回流提取 16 h,每小时回流不少于 5 次。提取完毕,冷却至室温,取出底瓶,冲洗提取杯接口,清洗液一并转移至底瓶。提取液用无水硫酸钠干燥,转移至浓缩瓶中,待浓缩、净化。
 
4.3.1.3 自动索氏提取
 
将滤膜放入自动索氏提取器中,加入 100 ml 二氯甲烷,回流提取至少 40个循环。提取完毕,冷却至室温,取出底瓶,冲洗提取杯接口,清洗液一并转移至底瓶。提取液用无水硫酸钠干燥,转移至浓缩瓶中,待浓缩、净化。
 
4.3.1.4 加压流体萃取
 
将滤膜放入加压流体萃取池中,设定萃取温度 100℃,压力 1500 Psi~2000 Psi,静态萃取 5 min,二氯甲烷淋洗体积为 60%池体积,氮气吹扫 60 s,静态萃取至少 2 次。萃取液用无水硫酸钠干燥,转移至浓缩瓶中,待浓缩、净化。
 
4.3.2 样品浓缩
 
二氯甲烷样品提取液在浓缩设备中于 45℃以下浓缩,将溶剂完全转换为正己烷,浓缩至 1 ml,待净化;如果不需进一步净化,则可将溶剂转换为乙腈,定容至 1.0 ml,转移至样品瓶中待测。
 
4.3.3 样品净化
 
将硅胶固相萃取柱固定于净化装置。依次用 4 ml 二氯甲烷、10 ml正己烷冲洗柱床,待柱内充满正己烷后关闭流速控制阀,浸润 5 min 后打开控制阀,弃去流出液。当液面稍高于柱床时,将浓缩后的样品提取液转移至柱内,用 1.0 ml二氯甲烷-正己烷混合溶液洗涤样品瓶 2 次,将洗涤液一并转移至柱内,接收流出液,用 8.0 ml 二氯甲烷-正己烷混合溶液洗脱,待洗脱液流过净化柱后关闭流速控制阀,浸润 5 min,再打开控制阀,接收洗脱液至完全流出。
 
洗脱液按浓缩并将溶剂转换为乙腈,定容至 1.0 ml,转移至样品瓶中待测。
 
五、分析步骤
5.1 高效液相色谱仪参考条件
 
柱箱温度:35℃;进样量:10 μl;荧光检测器的激发波长(λex)/发射波长(λem):305 nm/430 nm。
 
梯度洗脱程序见表 1,流动相 A:乙腈;流动相 B:水。
 
5.2 标准曲线的建立
 
分别移取适量苯并[a]芘标准使用液,用乙腈稀释,制备标准系列,质量浓度分别为 0.025 µg/ml、0.050 µg/ml、0.100 µg/ml、0.500 µg/ml、1.00 µg/ml、2.00 µg/ml。
 
将标准系列溶液依次注入高效液相色谱仪,按照仪器参考条件分离检测,得到各不同浓度的苯并[a]芘的色谱图。以浓度为横坐标,以其对应的峰高(或峰面积)为纵坐标,绘制标准曲线。
 
苯并[a]芘标准色谱图见图 1。
 
 
图 1 苯并[a]芘标准色谱图
 
 
5.3 试样测定
 
按照与标准曲线绘制相同的仪器条件进行试样的测定,记录色谱峰的保留时间和峰高(或峰面积)。当试样浓度超出标准曲线的线性范围时,用乙腈稀释后,再进行测定。
 
六、结果计算与表示
6.1 定性分析
 
依据保留时间定性,与标准曲线中间点保留时间相比变化不得超过±10 s。
 
6.2 定量分析
 
根据化合物的峰高(或峰面积),采用外标法定量。
 
6.3 结果计算
 
样品中苯并[a]芘的质量浓度(ρ )按照公式(1)进行计算:
 
式中:ρ ——样品中苯并[a]芘的质量浓度,ng/m 3 ;
 
ρ i ——由标准曲线得到试样中苯并[a]芘的质量浓度,µg/ml;
 
V ——试样体积,ml;
 
V s ——实际采样体积,m 3 ;
 
1/n——分析用滤膜在整张滤膜中所占的比例。
 
七、 结果表示
测定结果的小数点后保留位数与检出限一致,且最多保留三位有效数字。