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摘要:本文首先通过取样获得具备芴、菲、蒽、芘、屈多环芳烃的水体样品，之后对萃取、旋转蒸发和氮吹的前处理过程中的目标回收率影响因素进行了分析，其次以分析结果为方向对三项前处理过程进行了优化，最终通过相关测定，确认气相色谱法得到了优化。结论，通过本文分析，了解原有气相色谱法缺陷，优化后根据结果确认本文设计方法有效，具有借鉴价值。
关键词:气相色谱法；多环芳烃；前处理方法优化
0.引言
多环芳烃是一种自然环境中常见的有机污染物，其具有较强的持久性，如果没有进行处理将会造成重大的污染，严重时甚至致癌，在此前提下出于环境治理目的，各大城市的环境管理单位对环境中多环芳烃含量检测工作十分重视，但传统方法存在缺陷，并不能保障检测结果的准确性，尤其在前处理过程当中，因此有必要通过相关方法对此进行优化。
1.实验分析
1.1仪器/试剂/色谱条件
（1）仪器准备
本文实验所采用的仪器有：GC2010气相色谱仪，该仪器的色谱柱为HP-5MS；氮吹仪；固相萃取仪；固相萃取小柱；旋转蒸发仪；Milli-Q纯水机[1]。
（2）实际准备
采用450℃的马弗炉对无水Na2SO4、NaCL进行烘烤，烘烤时间为4小时，烘烤完成后将Na2So4、NaCL放置一旁冷却备用。其他试剂包括：二氯甲烷、正己烷、芴、菲、蒽、芘、屈，其中芴、菲、蒽、芘、屈的纯度超过99%[2]。
（3）色谱条件准备
主要对进样口温度、检测仪器温度进行控制，具体数据见表1。升温流程为：在60℃温度区间保持2分钟，之后以每分钟10℃的速度进行上升直至160℃，在此温度区间再保持2分钟后，继续升温至240℃并保持2分钟，最终再以每分钟5℃速度继续升温，直至达到进样口温度、检测仪器温度的要求，并保持10分钟；载气流程为：载气气体为N2，柱流量为每分钟1.5mL，总流量为每分钟49.5mL。表1进样口温度、检测仪器温度要求[3]。
表1进样口温度、检测仪器温度要求
1.2水样预处理
考虑到实验便捷性问题，本文样品主要采用水样进行分析，但在正式分析之前，需要先进行水样预处理工作。本文水样预处理工作分为4个部分，即氮吹、旋转蒸发、液-液萃取、固相萃取，具体内容如下文所述。
（1）氮吹
采用正己烷进行配置工作，得到含有芴、菲、蒽、芘、屈多环芳烃的水样样品，同时对配置样品中5种多环芳烃的浓度进行了测定，结果显示样品当中的芴、菲浓度为4.0mg/L；蒽、芘、屈浓度为2.0mg/L。在此条件下，通过试管抽取样品总量中200μL液体放置于2mL的色谱进样瓶，之后再掺入1.5mL的正己烷即可。配置完成之后将抽取样放置于氮吹仪下方进行吹干，吹至近干状态后停止，此时以六甲苯作为定量内标，使用正己烷定容到200μL。
（2）旋转蒸发
通过试管抽取200μL液样放置于50mL的梨形瓶中，并在其中掺入二氯甲烷30mL，之后梨形瓶放置于水浴锅上，将水浴锅的温度调整至28℃，冷凝水温度调整至1℃，再控制梨形瓶进行旋转，旋转速度为每逢中50~60r，真空度为40kPa。旋转过程当中，安全专人对梨形瓶内液样蒸发情况进行观测，当蒸发至要求容量后，则关闭水浴锅将梨形瓶取下，此时先将梨形瓶中剩余液样导入进样瓶，再使用正己烷对梨形瓶进行2~3次的清洁，并将洗涤液一并导入进样瓶，最终采用上述方法对进样瓶中液样进行氮吹，操作与要求同上一致。
（3）液-液萃取
通过试管抽取800μL液样放置于1L的棕色试剂瓶中，之后将棕色试剂瓶放置在自然条件下待瓶内液样自然挥发干，此时将1000mL的蒸馏水倒入棕色试剂瓶中，通过电磁搅拌方法，对瓶内蒸馏液体进行为期96h的搅拌，此时瓶内剩余的多环芳烃会与蒸馏水充分融合；融合后通过试管抽取其中250mL的液样，将其放置于聚四氟活塞的分液漏斗中，并加入3gNaCL、15mL二氯甲烷，之后放入振荡仪器中振荡10分钟，再使用梨形瓶对其中有机相进行收集；最终分别加入8mL、7mL的二氯甲烷对液样水相进行2次萃取，并将2次萃取结果合并得到萃取后的有机相，此时向有机相内加入无水Na2SO4，并放置20分钟后实现脱水干燥，脱水后利用巴氏滴管将萃取后的有机相转移至干净的梨形瓶中，再将梨形瓶放置于旋转蒸发仪上进行浓缩处理，操作步骤同上，浓缩要求为0.5mL。
（4）固相萃取
首先进行活化处理，主要采用5mL的二氯甲烷、2mL的异丙醇、10mL的水以此活化Waters Sep-Pak C18小柱，其次进行上样处理，在500mL液样当中加入有机改剂，采用电磁搅拌进行为期1h的搅拌，使两者充分融合，融合后控制液样全部流通穿过小柱，再次进行淋洗处理，以5mL的10%甲醇水作为淋洗液，对抽真空干燥柱管进行为其30分钟的淋洗；最终进行洗脱处理，采用异丙醇、二氯甲烷作为洗脱液原材料，依照1：9比例进行配置进行洗脱，洗脱完成之后收集洗脱液即可。此外，本文在洗脱之后还进行了浓缩处理，即采用氮吹方法对收集得来的洗脱液进行吹干，之后以六甲苯为定量内标，采用正己烷定容到200μL。
2.结果分析与优化方法
2.1氮吹对回收率的影响以及优化方法
氮吹的速度会对饱和蒸气压下的芴、菲和蒽回收率造成影响。具体来说，在高速氮吹提哦啊件下，芴的回收率为72.8%；菲的回收率为79.5%；蒽的回收率为85.6%，针对此影响本文结合相关理论得知其中原因，即在高速氮吹条件下，氮的快速流动会导致正己烷溶剂上方的气液平衡被破坏，此时液样的挥发速度会加快，同时样品中的低沸点、易挥发的物质还会随着氮的快速流动被转移至空气当中，而芴、菲和蒽正属于此类物质，所以说明在氮吹过程当中，氮的流动速度越快，则芴、菲和蒽的损失率越大，相应回收率也会相应贬低。图1氮吹速度对多环芳烃回收率的影响。
图1氮吹速度对多环芳烃回收率的影响
结合图1可见，在不同的氮吹速度之下，芴、菲和蒽的回收率都存在不同的表现，那么在优化角度上，应当采用相对较高的慢速氮吹，但慢速氮吹代表处理时长延长。
2.2旋转蒸发对回收率的影响以及优化方法
在本文实验的旋转蒸发步骤中发现，在旋转蒸发完成之后，其萃取溶液剩余量会对回收率造成影响。具体来说，当剩余溶液量越高，则目标物的损失率也相对降低，由此证实了剩余溶液量对回收率的影响，所以初步来看，要对旋转蒸发进行优化，需要尽可能保留剩余溶液，但是如果剩余溶液量过高，则会导致沸点更低饱和蒸气压更高的萘、苊烯出现较大损失，所以剩余溶液保留措施不可盲目。结合其他实验得知，剩余溶液最佳量为0.5mL，同时将其放置于自然环境当中进行挥发，此举既可以保障溶液浓缩目的，同时也能够消除萃取剂中的水分，满足本文优化目的。
2.3液液萃取对回收率影响以及优化方法
综合上述内容进行分析得知，液液萃取对回收率影响有两个表现，其一在20℃条件下二氯甲烷水中溶解度为2%，这将导致多环芳烃大量损失；其二多环芳烃会被分液漏斗容器壁、Na2SO4吸附，引起回收误差现象。那么在优化角度上，结合相关理论得知，对于此部分的优化方法当前还没有太好的方法，但方向上应当围绕分液漏斗容器壁、Na2SO4吸附现象，对相关设备进行改进处理，达到降低吸附率的目的。
2.4固相萃取对回收率影响
根据本文研究发现，在甲醇、异丙醇有机改性剂条件下，液样中的芘和屈的回收率得到了明显增加，原因在于甲醇、异丙醇会产生有机溶剂薄层，增强了水样中强憎水组分作用的能力，间接降低了容器壁的吸附问题，所以可以提高回收率。而这种方法在常规的固相萃取工艺当中并不具备，说明本文固相萃取方法具有优化常规方法的效果。
3结语
通过本文分析得出以下结论：在本文氮吹、旋转蒸发、液-液萃取3个前处理流程当中，均存在不利于多环芳烃回收率的因素，而固相萃取当中，本文的做法与常规不同；针对氮吹、旋转蒸发、液-液萃取3个前处理流程中的因素，本文提出了相关优化方法，同时说明本文固相萃取方法具有优化意义。
参考文献:
[1]□刘伶俐,洪波,杨霄,黄向荣,张硕.水产品中16种多环芳烃的前处理方法[J].分析试验室,2016(4):482-486.
[2]刘保献,史鑫源,王小菊,沈秀娥,赵红帅,常淼.气相色谱质谱法测定水质中16种多环芳烃[J].分析试验室,2015,34(7):827-831.
[3]娄婷婷,王利强,王永芳,葛宝坤,许泓.气相色谱-质谱法测定婴幼儿奶粉中16种多环芳烃[J].食品研究与开发,2014(18):80-82.
论文作者:蔡少洁
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/23
标签：回收率论文; 芳烃论文; 方法论文; 本文论文; 甲烷论文; 温度论文; 溶液论文; 《防护工程》2019年第3期论文;