引言

銅是生物所必須的元素之一，但過(guò)量的銅會(huì)對(duì)生物組織產(chǎn)生一定的傷害，湖水河流中，常年的沉積物可以反應(yīng)該地區(qū)的污染程度。

湖底沉積物中重金屬的檢測(cè)可以為重金屬的污染空間分布，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。

本實(shí)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)HJ 491-2019對(duì)沉積物樣品中的銅元素含量進(jìn)行檢測(cè)，得到了準(zhǔn)確結(jié)果。

土壤檢測(cè)

【參考標(biāo)準(zhǔn)】

《HJ 491-2019 土壤和沉積物 銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法》

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：GSS-9

日立ZA3000原子吸收分光光度計(jì)

【測(cè)試條件】

【前處理過(guò)程】

【測(cè)試結(jié)果】

配置不同濃度的銅溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)系數(shù)為：1.0000

【結(jié)論】

測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性好，測(cè)試RSD＜0.5%，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)優(yōu)（R=1.0），對(duì)于土壤和湖底沉積物達(dá)到很好的測(cè)試效果，質(zhì)控樣品GSS-9測(cè)試計(jì)算得到的結(jié)果為25.74和25.925，其理論值為22~28，測(cè)試結(jié)果符合質(zhì)控要求。

日立ZA3000極其穩(wěn)定的基線（±0.0004Abs）和塞曼扣背景技術(shù)結(jié)合雙檢測(cè)器的設(shè)計(jì)，使得測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，數(shù)據(jù)長(zhǎng)期穩(wěn)定不偏移，適合土壤類樣品中金屬含量的測(cè)定。

前言 

       多氯聯(lián)苯(PCBs)又稱氯化聯(lián)苯,是一類人 工合成有機(jī)物，是聯(lián)苯苯環(huán)上的氫原子為氯所 取代而形成的一類氯化物，是首批列入“關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約”受控名單的 12 種持久性有機(jī)污染物（POPs）之一。 與常規(guī)污染物不同，PCBs 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定， 在環(huán)境中不可能通過(guò)水解或類似的反應(yīng)以明顯 的速度降解。自然界的分解作用是靠土壤中微 生物酶進(jìn)行生物降解和依賴日光中紫外線進(jìn)行光解，但效率不高。因此，PCBs 在環(huán)境中滯 留時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，在土壤中的半衰期可長(zhǎng)達(dá) 9～ 12a。 

       本文參考《HJ 834-2017 土壤和沉積物半揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜法》提供的方法，使用 LabTech Flex-HPSE 全自動(dòng)GX快速溶劑萃取儀、MultiVap-10 多通道平行濃縮儀和 GPC Cleanup 800 全自動(dòng)凝膠凈化系統(tǒng)，進(jìn)行沉積物中多氯聯(lián)苯的萃取及凈化，并用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行檢測(cè)。方法中測(cè)試的 28 種目標(biāo)多氯聯(lián)苯回收率在 64.6%~94.6%之間， RSD 在 4.6%~9.2%之間。 

       LabTech LabTech Flex-HPSE 全自動(dòng)GX快速溶劑萃取儀、MultiVap-10 多通道平行濃縮儀和 GPC Cleanup 800 全自動(dòng)凝膠凈化系統(tǒng)很好的完成了土壤和沉積物樣品的提取、濃縮和凈化工作，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了實(shí)驗(yàn)效率，減少了人為誤差。

關(guān)鍵詞 Flex-HPSE，MultiVap-10，GPC Cleanup 800，土壤和沉積物，多氯聯(lián)苯， HJ 834-2017

1、儀器設(shè)備及試劑

1.1 儀器設(shè)備

 Flex-HPSE 全自動(dòng)GX快速溶劑萃取儀，萊伯泰科公司；

MultiVap-10 多通道平行濃縮儀，萊伯泰科公司；

GPC Cleanup 800 全自動(dòng)凝膠凈化系統(tǒng)，萊伯泰科公司；

 7890B-5977B 氣質(zhì)聯(lián)用儀，安捷倫公司

1.2 試劑

丙酮，正己烷，乙酸乙酯，環(huán)己烷（色譜純 FISHER Chemical）；

硅藻土（100~400 目）：在馬弗爐 400℃烘烤 4 小時(shí)后冷卻，置于玻璃瓶中

干燥器內(nèi)保存；

石英砂（20~50 目）：在馬弗爐 400℃烘烤 4 小時(shí)后冷卻，置于玻璃瓶中干

燥器內(nèi)保存；

弗羅里硅土（60~100 目）：在馬弗爐 400℃烘烤 4 小時(shí)后冷卻，置于玻璃

瓶中干燥器內(nèi)保存；

多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)液：10μg/mL，異辛烷，百靈威公司；

內(nèi)標(biāo)液：鄰硝基溴苯，10μg/mL，丙酮，百靈威公司

2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 樣品萃取

       稱取 5.0g（精確記錄）沉積物樣品，3.5g 弗羅里硅土，3.2g 硅藻土，混合均勻填裝入 22mL 萃取罐中。調(diào)用相應(yīng)的方法（見(jiàn)圖 1），進(jìn)行萃取，其中萃取溶劑為丙酮正己烷混合溶劑，體積比1:1。收集到的萃取液在35℃水浴下，氮吹（3psi）濃縮至約 5mL，待 GPC 凈化。

圖 1 土壤和沉積物多氯聯(lián)苯的加壓流體萃取方法

2.2 凝膠凈化過(guò)程

        按照下列條件，對(duì) 2.1 中的萃取液進(jìn)行凝膠凈化，收集的餾分液體，在 35℃水浴下，氮吹（3psi）濃縮至 1mL，得到待測(cè)樣品，待 GC-MS 檢測(cè)。濃縮過(guò)程中，用正己烷淋洗杯壁。

       凝膠凈化柱：Bio-beads S-X3，20*300mm；

       流動(dòng)相：乙酸乙酯：環(huán)己烷 1:1（v:v）；

       流速：5mL/min；

       進(jìn)樣量：5mL；

       餾分收集時(shí)間：9.6~20min。

2.3 空白樣品

       用石英砂代替實(shí)際樣品，進(jìn)行 2.1 和 2.2 的步驟，得到空白試樣。

2.4 空白加標(biāo)樣品

       在 2.1 中用石英砂代替實(shí)際樣品，且在萃取罐裝填過(guò)程中加入 10μL 的10μg/mL 多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)液，然后按照 2.1 和 2.2 的步驟進(jìn)行空白加標(biāo)樣品的萃取凈化，得到空白加標(biāo)樣品試樣。空白樣品的加標(biāo)濃度為 20μg/kg。

2.5 GC-MS 檢測(cè)

2.5.1 氣質(zhì)條件

       色譜柱：HP-5ms 30m*0.25mm*0.25μm；

       進(jìn)樣口溫度：280℃；

       柱流速：1mL/min（恒流）；

       不分流進(jìn)樣：吹掃流量：60mL/min，吹掃時(shí)間：1.0min；

       進(jìn)樣量：1μL；

       柱箱溫度：50℃，保持 1min，以 25℃/min 升溫至 180℃，保持 2min，以5℃/min 升溫至 280℃，保持 5min。

       四極桿溫度：150℃；離子源溫度：280℃；傳輸線溫度：290℃；

       掃描模式：選擇離子掃描（SIM），28 種多氯聯(lián)苯及內(nèi)標(biāo)的主要特征離子

       參見(jiàn)表 1；

       溶劑延遲時(shí)間：6.5min。

表 1 28 種多氯聯(lián)苯及內(nèi)標(biāo)的主要特征離子

2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

       用 10μg/mL 多氯聯(lián)苯混標(biāo)配制標(biāo)準(zhǔn)系列，多氯聯(lián)苯目標(biāo)化合物標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為：50ng/mL、100ng/mL、500 ng/mL、1000 ng/mL，分別加入內(nèi)標(biāo)溶液，使內(nèi)標(biāo)濃度均為 500 ng/mL。

       按照 2.5.1 氣質(zhì)條件進(jìn)行分析，得到不同濃度各目標(biāo)化合物的質(zhì)譜圖，記錄各目標(biāo)化合物的保留時(shí)間和定量離子質(zhì)譜峰的峰面積。

2.5.3 測(cè)定

       分別取待測(cè)樣品（2.2）、空白試樣（2.3）和加標(biāo)樣品試樣（2.4），按照與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的分析步驟進(jìn)行測(cè)定。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 多氯聯(lián)苯標(biāo)樣 SIM 色譜圖

       圖 2 為 100ng/mL 的多氯聯(lián)苯混標(biāo) SIM 色譜圖。

圖 2 100ng/mL 的多氯聯(lián)苯混標(biāo) SIM 色譜圖

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果

       采用內(nèi)標(biāo)法定量，以目標(biāo)化合物和內(nèi)標(biāo)化合物的相對(duì)濃度作為橫坐標(biāo)，目標(biāo)化合物的定量離子峰和內(nèi)標(biāo)化合物的特征離子峰的相對(duì)響應(yīng)為縱坐標(biāo)得到各目標(biāo)化合物的定量標(biāo)準(zhǔn)曲線。

       28 種目標(biāo)化合物得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù) R2 ≥0.995。以 PCB8、PCB77、PCB153、PCB128、PCB170 和 PCB209 為例，標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果如下：

圖 3 多氯聯(lián)苯目標(biāo)化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果

3.3 空白樣品

       圖 4 為空白樣品的 SIM 色譜圖，從圖 4 中可以看出，空白樣品中除個(gè)別雜峰外，在目標(biāo)化合物位置均未有檢出，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所使用的溶劑、材料及儀器等均不產(chǎn)生干擾。

圖 4 空白樣品的 SIM 色譜圖

3.4 樣品定量結(jié)果

       圖 5 為沉積物樣品 SIM 色譜圖。實(shí)驗(yàn)中做了三組樣品平行，結(jié)合 3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果計(jì)算出樣品中各目標(biāo)化合物的含量（μg/kg），結(jié)果如表 2 所示。其中 PCB81、PCB114、PCB126 在樣品中未檢出，而 PCB169 和 PCB170 由于在其出峰位置處存在較大干擾，無(wú)法定量。三組樣品的結(jié)果RSD1.8%~12.4%。

圖 5 沉積物樣品 SIM 色譜圖

表 2 沉積物樣品的定量結(jié)果

3.5 加標(biāo)回收率結(jié)果 

       圖 6 為空白加標(biāo)樣品的 SIM 色譜圖。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的加標(biāo)回收率結(jié)果如表 3 所示。28 種 PCB 的回收率在 64.6%~94.6%之間，RSD 在 4.6%~9.2%之間。

圖 6 空白加標(biāo)樣品 SIM 色譜圖

表 3 加標(biāo)回收率結(jié)果

4、結(jié)果與討論

       本方法測(cè)試的 28 種目標(biāo)多氯聯(lián)苯回收率在 64.6%~94.6%之間，RSD 在4.6%~9.2%之間。用本方法測(cè)試實(shí)際沉積物樣品中 28 種目標(biāo)多氯聯(lián)苯的含量在3.3μg/kg ~501μg/kg 不等。方法中使用的 LabTech LabTech Flex-HPSE 全自動(dòng)GX快速溶劑萃取儀、MultiVap-10 多通道平行濃縮儀和 GPC Cleanup 800 全自動(dòng)凝膠凈化系統(tǒng)很好的完成了土壤和沉積物樣品的提取、濃縮和凈化工作，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了實(shí)驗(yàn)效率，減少了人為誤差。

參考標(biāo)準(zhǔn)

1、HJ 834-2017 土壤和沉積物 半揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜法

（來(lái)源：北京萊伯泰科儀器股份有限公司）

前言

多氯聯(lián)苯，通常簡(jiǎn)稱PCBs，是12種優(yōu)先控制的有機(jī)污染物之一，曾在世界范圍內(nèi)被廣泛生產(chǎn)和使用。由于多氯聯(lián)苯的物理、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在使用過(guò)程中不易分解，因此大多數(shù)都被排放到環(huán)境中，環(huán)境中殘留的多氯聯(lián)苯通過(guò)揮發(fā)、擴(kuò)散質(zhì)流產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，污染大氣、地表水體和地下水，并可通過(guò)生物富集和食物鏈?zhǔn)蛊湓谌梭w內(nèi)富集，ZZ危害人體健康。因此，建立完善的土壤中多氯聯(lián)苯監(jiān)測(cè)分析方法，對(duì)了解和治理多氯聯(lián)苯的污染現(xiàn)狀具有重要的意義。微波萃取技術(shù)通過(guò)微波反應(yīng)器發(fā)射微波能，使原料中的化學(xué)成分迅速溶出的技術(shù)。與傳統(tǒng)提取方法相比，具有節(jié)省溶劑、快速、回收率高、綠色環(huán)保、批處理量大等明顯優(yōu)勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)方法HJ743-2015、HJ922-2017，使用ETHOS UP微波萃取儀提取土壤和沉積物中的多氯聯(lián)苯，可在40min內(nèi)完成44個(gè)土壤樣品的提取，SPE1000八通道全自動(dòng)固相萃取凈化，并用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行檢測(cè)。

1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.1儀器與試劑微波萃取儀（ETHOS UP），配置44位100mL萃取轉(zhuǎn)子（意大利Milestone公司）

SFS24多通道平行快速過(guò)濾系統(tǒng)（意大利Milestone公司）

MultiVap-10定量平行濃縮儀（萊伯泰科公司）

SPE1000全自動(dòng)固相萃取系統(tǒng)（萊伯泰科公司）

7890B氣相色譜-5977B質(zhì)譜聯(lián)用儀（安捷倫公司）

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)LGC6115、BCR536

多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（10μg / mL，溶劑為正己烷）

正己烷（色譜純）；丙酮（色譜純）

1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液處理

移取200μL的多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至100mL的容量瓶，用正己烷定容至刻度，配成濃度20ng/mL的溶液，作為待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3土壤樣品處理及加標(biāo)

稱取取研細(xì)過(guò)篩后的空白土樣10.0g于萃取罐中，加入1.00mL的1.2方法所配標(biāo)準(zhǔn)溶液至萃取罐中。

1.4微波萃取

向1.3方法稱量及加標(biāo)后的萃取罐中，加入30mL正己烷-丙酮混合溶劑（1：1，體積比）。萃取溫度110℃，微波萃取時(shí)間10min。試驗(yàn)完成后，過(guò)濾并收集提取液。

1.5濃縮

采用氮吹濃縮法，氮吹濃縮儀設(shè)置溫度30℃，小流量氮?dú)鈱⑻崛∫簼饪s至1.5～2.0mL。

1.6全自動(dòng)固相萃取凈化

弗羅里柱用8ml正己烷洗滌，保持吸附劑表面浸潤(rùn)，將2.1中的萃取液轉(zhuǎn)移至SPE柱上停留1min，加入2ml丙酮正己烷混合溶液（體積比1:9）潤(rùn)洗濃縮杯并轉(zhuǎn)移上柱，繼續(xù)用10ml上述丙酮正己烷混合溶液洗脫，收集流出液，在35℃水浴下，氮吹（2psi）濃縮至1mL，得到待測(cè)樣品，待GC-MS檢測(cè)。濃縮過(guò)程中，用正己烷淋洗杯壁。

1.7氣相色譜質(zhì)譜條件

色譜柱：HP-5MS，0.25mm*0.25μm*30m；進(jìn)樣口溫度：270℃，不分流進(jìn)樣；柱溫：40℃,以20℃/min升至280℃，保持5min；柱流速：1.0mL/min；進(jìn)樣量：1.0μL。

四級(jí)桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；傳輸線溫度：280℃；掃描模式：SIM；溶劑延遲時(shí)間：5min。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果（BCR536）

表2標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果（LGC6115）

表3樣品加標(biāo)回收

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

利用微波萃取儀萃取土壤和沉積物中的多氯聯(lián)苯，土壤標(biāo)物的回收率在74.1%~105.3%之間，RSD為0.2%~8.9%之間，土壤樣品的加標(biāo)回收率在75.4%~115.3%之間，RSD為1.9%~6.4%之間，說(shuō)明該方法精密度良好，回收率穩(wěn)定，能夠滿足土壤和沉積物中多氯聯(lián)苯的檢測(cè)要求。

在實(shí)驗(yàn)中采用微波萃取的提取方法對(duì)土壤中的多氯聯(lián)苯進(jìn)行提取，固相萃取凈化，GC-MS進(jìn)行測(cè)定。微波萃取每批次40min可以萃取多達(dá)44個(gè)樣品，配合快速過(guò)濾系統(tǒng)SFS24，可以大大提高我們的前處理效率。測(cè)試結(jié)果表明利用微波萃取來(lái)提取土壤中多氯聯(lián)苯具有操作簡(jiǎn)單，加熱均勻，萃取時(shí)間短，有機(jī)溶劑用量少，批處理量大，回收率高等特點(diǎn)，完全可以滿足土壤和沉積物中多氯聯(lián)苯的測(cè)定。

4、參考標(biāo)準(zhǔn)

1、HJ743-2016 土壤和沉積物  多氯聯(lián)苯的測(cè)定  氣相色譜-質(zhì)譜法

2、HJ922-2017 土壤和沉積物  多氯聯(lián)苯的測(cè)定  氣相色譜法

PQ9000：高分辨率電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，蔡司技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，棱鏡、中階梯光柵兩級(jí)色散，光學(xué)分辨率0.003nm，波長(zhǎng)范圍160～900nm，波長(zhǎng)準(zhǔn)確度0.0004nm。垂直炬管，雙向觀測(cè)，氬氣反吹消除尾焰，尾焰消除徹底。軸向、軸向擴(kuò)展、側(cè)向、側(cè)向擴(kuò)展4種測(cè)量方式，適合各類（有機(jī)、高鹽）樣品分析，滿足不同濃度的同時(shí)測(cè)量。高量子效率和紫外高靈敏度的新一代CCD檢測(cè)器，像素分辨率0.002nm，同時(shí)記錄元素線與其直接光譜環(huán)境，自動(dòng)扣除背景。自激式、40.68MHz、0.7～1.7KW功率可調(diào)射頻發(fā)生器，各路氣體均用質(zhì)量流量控制器（MFC）控制，等離子體強(qiáng)勁穩(wěn)定。吹掃光室、檢測(cè)器用氬氣又到等離子體使用，既能持續(xù)吹掃，提高靈敏度，又不額外消耗氬氣，運(yùn)行成體低。組合式炬管，卡擦式定位，操作方便。儀器無(wú)需預(yù)熱，開(kāi)機(jī)即測(cè)。