一种土壤中半挥发性有机物分析方法转让专利
申请号 : CN202110162046.3
文献号 : CN112964795B
文献日 : 2022-04-08
发明人 : 马飞攀 , 张济龙 , 刘真 , 凌元海 , 李美玲 , 周玉洁 , 文胜 , 张卫威 , 任娟 , 李晓玲
申请人 : 四川省天晟源环保股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)取除杂新鲜土壤样品,加入硅藻土,研磨均匀后,装填入萃取池;
2)向所述萃取池中加入1:1丙酮/正己烷混合溶剂,加压流体萃取,得第一提取液;
3)向第一提取液分别加入无水硫酸钠和氯化钠进行脱水,得第二提取液;
4)将第二提取液减压蒸发浓缩,得第一浓缩液;
5)净化流程:净化填料为硅酸镁,干法装入层析柱,层析柱底部和上部均装填无水硫酸钠,层析柱经正己烷冲洗后,加入1:9丙酮/正己烷混合溶剂活化,重力自动流出后至溶剂刚好浸没无水硫酸钠时关闭旋钮;将步骤4)所述第一浓缩液完全转移至净化柱;打开旋钮,在上层无水硫酸钠暴露至空气之前,加入1:9丙酮/正己烷混合溶剂洗脱,收集上样和洗脱液,经减压蒸发浓缩得到第二浓缩液,向第二浓缩液转换溶剂正己烷,并加入进样内标后定容至刻度容器中,得定溶液;
6)分取部分所述定溶液转移至进样小瓶中,经气相色谱‑质谱分析;
所述半挥发性有机物包括苯胺、苯酚、二(2‑氯乙基)醚、2‑氯苯酚、1,3‑二氯苯、1,4‑二氯苯、1,2‑二氯苯、2‑甲基苯酚、二(2‑氯异丙基)醚、4‑甲基苯酚、N‑亚硝基二正丙烷、六氯乙烷、硝基苯、异佛尔酮、二(2‑氯乙氧基)甲烷、2,4‑二氯苯酚、1,2,4‑三氯苯、萘、4‑氯苯胺、六氯丁二烯、4‑氯‑3‑甲基苯酚、2‑甲基萘、六氯环戊二烯、2‑氯萘、2‑硝基苯胺、苊烯、邻苯二甲酸二甲酯、2,6‑二硝基甲苯、苊、3‑硝基苯胺、二苯并呋喃、2,4‑二硝基甲苯、芴、4‑氯苯基苯基醚、邻苯二甲酸二乙酯、偶氮苯、4‑溴二苯基醚、六氯苯、阿特拉津、菲、蒽、咔唑、荧蒽、芘、邻苯二甲酸丁基苄基酯、苯并[a]蒽、3,3‑二氯联苯胺、䓛、邻苯二甲酸二(2‑二乙基己基)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3‑cd]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝。
2.根据权利要求1所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,所述步骤2)中循环提取3次,提取温度100℃、提取压力1600psi、平衡时间6min。
3.根据权利要求1所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,所述步骤4)中,所述蒸发浓缩为平行蒸发或旋转蒸发浓缩,浓缩条件为:水浴温度40℃、梯度减压浓缩。
4.根据权利要求3所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,所述梯度减压浓缩为450mbar保持10min,30mbar/min均速降至240mbar,保持约5min。
5.根据权利要求1所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,所述硅酸镁为佛罗里硅酸镁,使用前经450℃烘烤4h放入磨口玻璃瓶于干燥器中保存。
6.根据权利要求1所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,所述气相色谱‑质谱条件为:进样口温度280℃、色谱柱DB‑5、进样量1μL、柱流量1ml/min、柱温40℃保持
3min,15℃/min升温至160℃,10℃/min升温至300℃保持5min、EI离子源温度230℃、传输线温度280℃、选择离子扫描模式。
7.根据权利要求6所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,所述色谱柱DB‑5的规格尺寸为30m×0.25mm×0.25μm。
8.根据权利要求1所述的土壤中半挥发性有机物分析方法,其特征在于,步骤如下:
1)取10.00g除杂新鲜土壤样品,加入10g硅藻土,研磨均匀后,装填入萃取池;
2)向所述萃取池中加入1:1丙酮/正己烷混合溶剂,加压提取,循环次数3次,提取温度
100℃、提取压力1600psi、平衡时间6min;得第一提取液;
3)向第一提取液分别加入5g无水硫酸钠和5g氯化钠进行脱水,得第二提取液;
4)将第二提取液平行蒸发或旋转蒸发浓缩至1ml,得第一浓缩液;
5)净化流程:净化填料为2.00g佛罗里硅酸镁,干法装入层析柱,层析柱底部和上部装均填1g无水硫酸钠,层析柱经10ml正己烷冲洗后,加入10ml 1:9丙酮/正己烷混合溶剂活化,重力自动流出后至溶剂刚好浸没无水硫酸钠时关闭旋钮;将步骤4)所述第一浓缩液完全转移至净化柱;打开旋钮,在上层无水硫酸钠暴露至空气之前,加入10ml 1:9丙酮/正己烷混合溶剂洗脱,收集上样和洗脱液13ml,经蒸发浓缩得到第二浓缩液3‑5ml,向第二浓缩液添加转换溶剂正己烷,并添加进样内标后定容至10ml刻度容器中,得定溶液;
6)分取1ml所述定溶液至进样小瓶,进行气相色谱‑质谱分析。
说明书 :
一种土壤中半挥发性有机物分析方法
技术领域
背景技术
健康。其环境归宿通常是土壤和沉积物。这类有机物的共性是脂溶性、易溶于有机溶剂,但
也有极性较强的微溶于水(如苯胺、酯类、醛酮类等)。通常,有机氯农药、有机磷农药、其它
除草剂、多环芳烃类、酞酸酯类、多氯联苯类、苯胺类、酚类、硝基苯类等有机物都可归入这
类有机物范围内。
2014)》、《EPA Method 8270E Semivolatile Organic Compounds by GC‑MS》、《EPA Method
3545A PRESSURIZED FLUID EXTRACTION(PFE)》和《EPA Method 3630C SILICA GEL
CLEANUP》等标准分析方法。以上标准中美国EPA标准方法仅对一个完整分析方法的部分内
容如萃取方式、净化方式、仪器分析方式等分方面进行了说明,且针对不同种类目标物需采
用不同提取和净化方法进行分析。
化方法不同需分别进行处理、苯胺类无法用GPC进行净化操作、GPC净化法通量小耗时耗力
且耗费大量溶剂环境友好性较差等问题。
标准均无法一次完成分析。
亚硝胺类和苯胺类目标物的净化具有一定的局限性;净化所用溶剂量高,环境友好性较差;
样品和提取液的分离难度较大;无法通过一次流程(提取、净化、浓缩、仪器分析)就可以完
成土壤中56种半挥发性有机物(包括多环芳烃、亚硝胺类、酞酸酯类、卤代醚类、硝基芳烃和
环酮类、氯代烃类、酚类、苯胺类和其他半挥发性有机物)的分析。
发明内容
以下步骤:
后至溶剂刚好浸没无水硫酸钠时关闭旋钮;将步骤4)所述第一浓缩液完全转移至净化柱;
打开旋钮,在上层无水硫酸钠暴露至空气之前,加入1:9丙酮/正己烷混合溶剂洗脱,收集上
样和洗脱液,经蒸发浓缩得到第二浓缩液,向第二浓缩液转换溶剂正己烷,并加入进样内标
后定容至刻度容器中,得定溶液;
~15℃/min升温至160℃~10℃/min升温至300℃保持5min、EI离子源温度230℃、传输线温
度280℃、选择离子扫描模式。
类、苯胺类有机物。
基苯酚、二(2‑氯异丙基)醚、4‑甲基苯酚、N‑亚硝基二正丙烷、六氯乙烷、硝基苯、异佛尔酮、
二(2‑氯乙氧基)甲烷烷、2,4‑二氯苯酚、1,2,4‑三氯苯、萘、4‑氯苯胺、六氯丁二烯、4‑氯‑3‑
甲基苯酚、2‑甲基萘、六氯环戊二烯、2‑氯萘、2‑硝基苯胺、苊烯、邻苯二甲酸二甲酯、2,6‑二
硝基甲苯、苊、3‑硝基苯胺、二苯并呋喃、2,4‑二硝基甲苯、芴、4‑氯苯基苯基醚、邻苯二甲酸
二乙酯、偶氮苯、4‑溴二苯基醚、六氯苯、阿特拉津、菲、蒽、咔唑、荧蒽、芘、邻苯二甲酸丁基
苄基酯、苯并[a]蒽、3,3‑二氯联苯胺、 邻苯二甲酸二、(2‑二乙基己基)酯、邻苯二甲酸二
正辛酯、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3‑cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并
[g,h,i]苝。
活化,重力自动流出后至溶剂刚好浸没无水硫酸钠时关闭旋钮;将步骤4)所述第一浓缩液
完全转移至净化柱;打开旋钮,在上层无水硫酸钠暴露至空气之前,加入10ml 1:9丙酮/正
己烷混合溶剂洗脱,收集上样和洗脱液13ml,经蒸发浓缩得到第二浓缩液约3ml,将第二浓
缩液完全转移至10ml刻度试管中,加入进样内标后定容至10ml;
类、氯代烃类、酚类、苯胺类和其他半挥发性有机物)的分析方法。使酚类化合物、苯胺类化
合物可与其他半挥发性有机物共同分析;同时保证苯胺类目标物回收率满足相关标准要
求。
染调查方面要求的11种半挥发性有机物为必测项目,可将现行标准中11种半挥发性有机物
的2套分析流程整合为1个,针对2‑氯酚等酚类化合物通过调整净化方式与其他目标物整
合、同时将没有国家标准的苯胺一并整合入本发明,通过旋转蒸发代替氮吹的浓缩方式保
证苯胺等挥发性较强的目标物回收率得到保证,且回收率由30%以下提升至50%以上,大
大提高分析效率,节约成本,实用性大大提高。
降低。同时,增大定容体积可有效减少苯胺等易挥发目标物由于溶液浓缩过程导致的损失。
非常强。
具体实施方式
本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技
术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范
围。因此,以下对在本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,
而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
醚、2‑氯苯酚、1,3‑二氯苯、1,4‑二氯苯、1,2‑二氯苯、2‑甲基苯酚、二(2‑氯异丙基)醚、4‑甲
基苯酚、N‑亚硝基二正丙烷、六氯乙烷、硝基苯、异佛尔酮、二(2‑氯乙氧基)甲烷烷、2,4‑二
氯苯酚、1,2,4‑三氯苯、萘、4‑氯苯胺、六氯丁二烯、4‑氯‑3‑甲基苯酚、2‑甲基萘、六氯环戊
二烯、2‑氯萘、2‑硝基苯胺、苊烯、邻苯二甲酸二甲酯、2,6‑二硝基甲苯、苊、3‑硝基苯胺、二
苯并呋喃、2,4‑二硝基甲苯、芴、4‑氯苯基苯基醚、邻苯二甲酸二乙酯、偶氮苯、4‑溴二苯基
醚、六氯苯、阿特拉津、菲、蒽、咔唑、荧蒽、芘、邻苯二甲酸丁基苄基酯、苯并[a]蒽、3,3‑二氯
联苯胺、 邻苯二甲酸二、(2‑二乙基己基)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、苯并[b]荧蒽、苯并
[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3‑cd]芘、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝。大致流程为加压
流体萃取‑减压浓缩‑层析柱净化‑GC/MS分析。
活调整。
物的分析数量,以及分析结果的准确性。
发有机物的萃取条件。实现本发明的过程中,发明人反复尝试了不同的提取条件,通过对加
压流体萃取条件进行了单一比对,部分试验过程和结果如下表1所示。
取效果对比
征污染物作为加测项目。标准表1基础45项中涉及硝基苯、苯胺、2‑氯酚和8种多环芳烃类半
挥发性有机物。针对这11种极性差异较大的半挥发性有机物的提取,二氯甲烷:正己烷体系
在萃取2‑氯酚时回收率较低,可能因为该体系极性较弱,对强极性目标物萃取不完全。丙
酮:二氯甲烷体系在萃取苯胺时回收率较低,可能因为苯胺挥发性较强,二氯甲烷和丙酮沸
点较低导致过程损失。正己烷:丙酮体系能够较好的提取上述11种目标物,且回收率均能够
满足标准要求,适用于SVOC样品的提取。
为梯度降压,水浴温度40℃,浓缩时间40min。
率是否满足要求。试验证明,不同的浓缩方式,目标物的回收率差异巨大。
不稳定,总结原因为包括苯胺、硝基苯和2‑氯酚这类低沸点目标物挥发性太强、常压浓缩速
度慢且不易控制。
道容量有限,进度达不到要求。
关标准要求。
10min,30mbar/min匀速降至240mbar,保持5min,浓缩方式的设置大幅提高目标物回收率,
同时多通道同时浓缩节约数倍浓缩时间。
填料干法装入层析柱,层析柱底部和上部各装填1g无水硫酸钠做阻隔,轻敲填实均匀,层析
柱经10ml正己烷冲洗后,加入10ml体积比为1:9的丙酮/正己烷混合溶剂活化,重力自动流
出后至溶剂刚好浸没无水硫酸钠时关闭旋钮,将浓缩好的第一浓缩液转移至净化柱,再用
2ml体积比为1:9的丙酮/正己烷混合溶剂清洗一并转移至净化柱中,打开旋钮,当无水硫酸
钠暴露至空气之前,加入10ml体积比为1:1的丙酮/正己烷混合溶剂洗脱,收集上样和洗脱
液13ml,经平行蒸发或旋转蒸发浓缩至约3ml,得到第二浓缩液。将第二浓缩液转移至10ml
刻度试管中,添加进样内标后定容至10ml。分取上述溶液约1ml转移至进样小瓶中,进行气
相色谱‑质谱分析。
模式通量太小,不满足大量样品分析需求;同时,针对2‑氯酚和其他目标物无法同时净化严
重影响分析效率。
析柱净化,活化和洗脱溶剂为丙酮正己烷混合溶剂,洗脱体积10ml,能够较好的将目标物洗
脱的同时,兼顾净化效果和净化效率。
至300℃保持5min、EI离子源温度230℃、传输线温度280℃、选择离子扫描模式。采取灵敏度
更高的选择离子扫描模式,相比于全扫描模式,可增大样品前处理定容体积,从而降低进样
浓度,减少仪器污染和样品干扰,且能保证方法检出限能够达到相关方法标准和限值标准
要求;同时,增大浓缩体积可有效节约前处理浓缩时间,大大提高分析效率。
普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改
进和润饰也应视为本发明的保护范围。