超高效液相色谱—二极管阵列检测器法测定水中多环芳烃的方法验证

超高效液相色谱—二极管阵列检测器法测定

水中多环芳烃的方法验证

黄梦乔1 黄梦涵2

（1. 江苏省淮安环境监测中心江苏淮安223001

2. 浙江农林大学 浙江杭州 311300）

摘要：建立超高效液相色谱—二极管阵列检测器和荧光检测器串联法，对《水质 多环芳烃的测定 液液萃取和固相萃取高效液相色谱法》(HJ 478-2009)测定进行方法验证。结果表明，各项目线性关系良好，相关系数均大于0.999；方法检出限为 0.06 μg/m3～0.34 μg/m3，测定下限为0.8 μg/m3～3.8 μg/m3，相对偏差为 0.1%～3.6%，加标回收率范围为 59%～96.2%，均满足方法要求。结果确认实验室具备开展测定水中多环芳烃的能力，为提升实验室的环境监测能力提供有力支撑。

关键词：水质；多环芳烃；超高效液相色谱；方法验证

Method validation for determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in water by using ultra-high performance liquid chromatography-diode array detector

HUANG Mengqiao1 HUANG Menghan2

（1.Jiangsu Huaian Environmental Monitoring Center, Huaian,Jiangsu 223001

2. Zhejiang A&F University, Hangzhou,zhejiang 311300）

ABSTRACT: An ultra-high performance liquid chromatography-diode array detector and fluorescence detector tandem method was established, and the method was verified for the determination of "Water Quality Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Liquid-Liquid Extraction and Solid Phase Extraction High Performance Liquid Chromatography" (HJ 478-2009). The results show that the linear relationship of each item is good, and the correlation coefficients are all greater than 0.999; the detection limit of the method is between 0.06 μg/m3 and 0.34 μg/m3, and the lower detection limit is between 0.8 μg/m3 and 3.8 μg/m3. The deviation range is between 0.1% and 3.6%, and the recovery rate of standard addition is between 59% and 96.2%, all of which meet the method requirements. The results confirm that the laboratory has the ability to carry out the determination of PAHs in water, which provides strong support for improving the laboratory's environmental monitoring capabilities.

KEY WORDS: Water qualityt; PAHs; Ultra-high performance liquid chromatography; Method validation

前言

多环芳烃（PolycyclicAromatic Hydrocarbons, 简称PAHs）是由两个或多个苯环，以线状、角状或簇状排列的稠环芳香族化合物，主要是由于生物质和化石燃料的不完全燃烧，包括机动车尾气的排放产生的[1-2]，迄今已发现200多种。由于其有疏水亲脂性、半挥发性和长距离迁移能力，行成致癌、 致畸、致突变的“三致效应”[3-4]。因其特殊的结构特点，难以被生物利用，是广泛存在的持久性有机污染物。释放到环境中的多环芳烃不断累积，易通过降水、污水和固体废弃物等途径迁至各类水体，进而通过皮肤接触、呼吸摄入、食物链等直接或间接方式进行人体，严重危害人体健康

[5-7]。

我国的饮用水卫生标准规定16种多环芳烃中的苯并［a］芘在水中的含量应小于 0. 01 μg /L，多环芳烃的总量不得大于0. 002 mg /L。为顺应环境检测要求和提高环境检测能力，保证16种多环芳烃测定结果的稳定性和准确性，根据《检验检测机构通用要求》（RB/T214-2017）及生态环境监测机构评审补充要求的规定，对现行标准《水质 多环芳烃的测定 液液萃取和固相萃取高效液相色谱法》(HJ 478-2009)，从方法检出限、精密度和准确度等方面进行方法验证。

1 实验部分

1. 1 仪器与试剂

a. 超高效液相色谱仪（安捷伦1290 Infinity II），高速二元泵（G7120A）、自动进样器（G7167B）、高容量柱温箱（G7116B）、二极管阵列检测器（G7117A），

色谱柱：ZORBAX Eclipse PAH，2.1 mm×50 mm，粒径为1.8 µm，

加压流体萃取仪、氮吹浓缩仪（ATR）、固相萃取仪，

b. 标准品：乙腈中16种多环芳烃溶液混标，ρ=200µg/mL，

乙腈中十氟联苯标准贮备溶液：ρ=1000 mg/L，

纯度（LC）≥97.0%，购自TMstandard（标准品品牌名称）；

c.高纯氮气：纯度≥ 99.999%，南京麦克斯南分特种气体有限公司；

色谱纯乙腈，美国 Merck 公司，甲醛浓度小于1.5mg/L，

硅酸镁固相萃取柱：1000 mg/6 mL，

去离子水、硅藻土、石英砂。

1. 2样品的处理

量取 1 000 ml 水样摇匀萃取，倒入2 000 ml 的分液漏斗中，加入 50 µL 十氟联苯，加入 30 g 氯化钠，再加入 50 mL 二氯甲烷振摇 5 min，静置分层，收集有机相，放入 250 ml 接收瓶中，重复萃取两遍，合并有机相，加入无水硫酸钠至有流动的无水硫酸钠存在。放置 30 min，脱水干燥。

将制备好的试样放入玻璃套管或纸质套管内，加入50.0 µl十氟联苯使用液，将套管放入索氏提取器中。加入100 mL丙酮-正己烷混合溶液，以每小时不小于4次的回流速度提取16 h~18 h。无水硫酸钠脱水，过滤后氮吹浓缩至1 mL。

1. 3 液相色谱条件：

进样量：5 µl柱温：35 ℃流速：0.5 mL/min

流动相 A：乙腈；流动相 B：水波长：230 nm

表 1梯度洗脱程序

2 方法验证

2. 1 校准曲线及方法检出限、测定下限

配制浓度为0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L的标准系列，按照2. 4色谱条件进行测定，以色谱峰面积为纵坐标（Y），质量浓度为横坐标（X）绘制标准曲线，计算线性方程和相关系数，校相关系数≥0.995。

图2 16种多环芳烃二极管阵列检测器色谱图

按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ 168-2020）规定，配制0.01 μg/mL混合标准溶液，平行测定7次计算标准偏差，根据MDL= t × Swb，t = 2.821计算检出限，4倍的检出限浓度为测定下限，结果列于表3。由表3可知，16种多环芳烃化合物色谱峰面积线性关系良好，检出限和测定下限均小于《土壤和沉积物 多环芳烃的测定高效液相色谱法》（HJ 784-2016）中规定，满足标准方法要求。

表3 校准曲线及方法检出限、测定下限

2. 2 精密度和准确度

选取0.1C、0.5C、0.9C低中高三个浓度点做精密度实验，平行测定6次，计算平均值和相对标准偏差，所得结果满足标准方法要求，数据结果汇总见表4。

表4 精密度试验（n = 6）

对样品进行加标测试，加标理论浓度为0.1 μg/mL，平行测定6次，加标回收率为70%～120%，满足标准方法要求，结果见表5。

表5 加标回收试验（n = 6）

2. 3实际样品的测定

选择江苏省淮安市洪泽区二河闸点位采集水样进行平行双样分析，结果中结果中苊含量4.4 μg/kg，荧蒽含量2.0 μg/kg，芘含量8.4 μg/kg，䓛含量8.6 μg/kg，二苯并(a,h)蒽含量8.9 μg/kg，苯并(g,h,i)苝含量9.1 μg/kg，其余化合物未检出，具体实际样品测试数据见表6，该方法适合土壤样品分析。

表6 实际样品测定结果

结论

本实验室对《水质 多环芳烃的测定 液液萃取和固相萃取高效液相色谱法》(HJ 478-2009)进行方法验证，测定了方法的检出限、测定下限、精密度和准确度进行，并对实际环境空气样品进行平行双样分析。结果表明，本实验室通过超高效液相色谱—二极管阵列检测器法测定水中多环芳烃，各项结果均满足方法要求，确认本实验室具备用该方法检测水中16种多环芳烃化合物的能力。

[参考文献]

[1] 焦文涛，吕友龙，王铁宇，等．化工区土壤中多环芳烃的污染特征及其来源分析[J]． 环境科学，2009，30 (4) : 1166-1172．

[2] 段凤奎，贺克斌，马永亮． 北京 PM2． 5 中多环芳烃的污染特征及来源研究[J]． 环境科学学报，2009，29(7) : 1363-1371．

[3] 赵文昌，程金平，谢海赟，等．环境中多环芳烃( PAHs)的来源与监测分析方法[J]． 环境科学与技术，2006，29(3) : 105-107．

[4] 聂静，钱岩，段小丽，等．食品中多环芳烃污染的健康危害及其防治措施[J]． 环境与可持续发展，2009 (4) : 38-41．

[5]贾坤，王虎，李秋水，等．太阳能小型无人值守水质自动监测站的开发和应用[J]．水电自动化与大坝监测，2010，34(3) : 76-79．

[6] 冯克亮．概述多环芳烃在自然环境中的分布与监测[J]． 海洋环境科学，1991，10(4): 74-76．

[7] 张玲金，苏建茹，周立军，等．固体模拟样品中多环芳烃有机污染物提取方法研究 [J]．岩矿测试，2003，22(2): 113-116．

作者简介：

黄梦乔（1993-），女，江苏淮安人，硕士研究生，助理工程师，主要从事环境监测工作。