一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法及单体稳定碳同位素检测方法技术

本发明专利技术涉及环境监测技术领域，提供了一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法，本发明专利技术利用快速溶剂萃取、凝胶渗透色谱和硅胶‑氧化铝层析柱对待测土壤进行联合处理，首先利用加速溶剂萃取将待测土壤中的多环芳烃转移到萃取液中，然后利用凝胶渗透色谱除去大分子的油脂等杂质，再利用硅胶‑氧化铝层析柱除去烷烃组分，本发明专利技术提供的方法分离纯化效果好，最终所得纯化液杂质少，进行检测时背景干扰和共溢出现象少；本发明专利技术还提供了一种土壤中十六种多环芳烃单体稳定碳同位素的检测方法，本发明专利技术提供的方法可重复性好，能够快速准确地检测出土壤中十六种多环芳烃稳定碳同位素的比值。

A method for the separation and purification of sixteen polycyclic aromatic hydrocarbons in soil and the detection of stable carbon isotopes

【技术实现步骤摘要】
一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法及单体稳定碳同位素检测方法
本专利技术涉及环境监测
，尤其涉及一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法及单体稳定碳同位素检测方法。
技术介绍
多环芳烃(Polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是指分子中含有两个或两个以上苯环的碳氢化合物。环境中多环芳烃可分为天然来源和人为来源，其中天然来源主要由微生物及部分高等植物合成，火山活动、森林或草原火灾也会产生多环芳烃；人为来源是环境中多环芳烃的主要来源，主要是煤、石油、木材等有机高分子化合物不完全燃烧的产物。PAHs由于其环境持久性、长距离迁移性、生物累积性和致癌致突变性等特性，早在1979年美国环保局(EPA)已将16种PAHs列为优控污染物。我国也将7种PAHs列入了“中国环境优先污染物黑名单”之中。但目前PAHs的环境排放量仍然很大，主要以附着在颗粒物上或以气相的形式存在，而后以大气干湿沉降的方式赋存在土壤中，据调查土壤中PAHs的浓度大约在103～104μg/kg范围内，尤其在人为源干扰较严重的城郊土壤中PAHs浓度更高，约为104～106μg/kg(于秀艳等，多环芳烃的环境分布及其生物修复研究进展，大连海事大学学报，第30卷第4期，2004年11月)。由于环境介质多样性及PAHs来源复杂性，目前针对各类环境介质中PAHs来源的传统解析方法尚有不足。考虑到不同来源的PAHs其稳定碳同位素的组成也有差别，并且稳定碳同位素在迁移转化过程中基本保持稳定，因此利用稳定碳同位素技术检测PAHs单体稳定碳同位素比值(δ13C值)以对其溯源成为目前国内外PAHs源解析的研究热点。然而难点在于PAHs单体碳同位素检测前需要对提取液进行分离纯化以降低背景干扰和共溢出现象，从而实现PAHs单体稳定碳同位素的精确测定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法及单体稳定碳同位素检测方法，本专利技术利用快速溶剂萃取、凝胶渗透色谱和硅胶-氧化铝层析柱对待测土壤进行联合处理，分离纯化效果好，最终所得待测液杂质少，进行检测时背景干扰和共溢出现象少。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法，包括以下步骤：(1)将待测土壤、铜粉和硅藻土混合后进行加速溶剂萃取，将所得萃取液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第一提纯液；(2)将所述第一提纯液进行凝胶渗透色谱净化，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第二提纯液；(3)采用硅胶-氧化铝层析柱对所述第二提纯液进行洗脱，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到包括十六种多环芳烃的纯化液；其中，十六种多环芳烃包括萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[ah]蒽、茚并[cd]芘和苯并[ghi]芘。优选的，以纯化液的定容体积为0.5mL计，所述待测土壤中十六种多环芳烃的含量独立地为1.25μg以上。优选的，所述加速溶剂萃取用萃取剂为丙酮和二氯甲烷的混合溶剂。优选的，所述步骤(1)中有机溶剂置换用有机溶剂为环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂。优选的，所述步骤(2)和步骤(4)中有机溶剂置换用有机溶剂为正己烷。优选的，所述凝胶渗透色谱净化的流速为5mL/min，洗脱液的收集模式为时间窗模式定时收集，洗脱液的收集时间为10～33min。优选的，所述硅胶-氧化铝层析柱内自上而下依次装填有硅胶、中性氧化铝和无水硫酸钠；所述硅胶-氧化铝层析柱的内径为19mm。优选的，所述硅胶的填充高度为8cm，中性氧化铝的填充高度为4cm，无水硫酸钠的填充高度为2cm。优选的，所述步骤(3)中洗脱为：依次使用正己烷和二氯甲烷-正己烷混合溶剂进行洗脱，收集二氯甲烷-正己烷混合溶剂洗脱所得洗脱液；所述混合溶剂中二氯甲烷和正己烷的体积比为3:7。本专利技术还提供了一种土壤中十六种多环芳烃单体稳定碳同位素的检测方法，包括以下步骤：按照上述方案所述的方法对待测土壤进行分离纯化，将所得包括十六种多环芳烃的纯化液作为待测液；采用气相色谱-同位素比值质谱仪对所述待测液中的十六种多环芳烃单体稳定碳同位素进行检测；所述气相色谱-同位素比值质谱仪的气相色谱条件为：色谱柱为TG-5ms石英毛细管色谱柱，柱流速1.2mL/min，进样量2μL，无分流进样，进样口温度为290℃，升温程序为：初始温度55℃，保持2min，然后以10℃/min升至250℃，保持2min，再以3℃/min升至295℃，保持5min。本专利技术提供了一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法，本专利技术利用快速溶剂萃取(ASE)、凝胶渗透色谱(GPC)和硅胶-氧化铝层析柱对待测土壤进行联合处理，得到含有十六种多环芳烃的纯化液。本专利技术首先利用加速溶剂萃取将待测土壤中的多环芳烃转移到萃取液中，然后利用凝胶渗透色谱除去大分子的油脂等杂质，再利用硅胶-氧化铝层析柱除去烷烃组分，本专利技术提供的方法分离纯化效果好，最终所得纯化液杂质少，进行检测时背景干扰和共溢出现象少。本专利技术还提供了一种土壤中十六种多环芳烃单体稳定碳同位素的检测方法，本专利技术提供的检测方法可重复性好，能够快速准确地检测出土壤中十六种多环芳烃稳定碳同位素的比值。附图说明图1为十六种多环芳烃混合标准品的稳定碳同位素色谱图；图2为十六种多环芳烃混合标准品在凝胶渗透色谱中的出峰时间；图3为实施例1得到的稳定碳同位素色谱图；图4为实施例3中基质加混合标准品的稳定碳同位素色谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法，包括以下步骤：(1)将待测土壤、铜粉和硅藻土混合后进行加速溶剂萃取，将所得萃取液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第一提纯液；(2)所述第一提纯液进行凝胶渗透色谱净化，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第二提纯液；(3)采用硅胶-氧化铝层析柱对所述第二提纯液进行洗脱，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到包括十六种多环芳烃的纯化液。在本专利技术中，所述十六种多环芳烃包括：萘(Nap)、苊烯(Acy)、苊(Ace)、芴(Fl)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Flu)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、屈(Chr)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、二苯并[ah]蒽(DahA)、茚并[cd]芘(InP)和苯并[ghi]芘(BghiP)。本专利技术将待测土壤、铜粉和硅藻土混合后进行加速溶剂萃取(ASE)，将所得萃取液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第一提纯液。在本专利技术中，所述待测土壤、铜粉和硅藻土的质量比优选为8:1:2；本专利技术优选将所述待测土壤进行真空冷冻干燥后研磨过筛，再和铜粉、硅藻土混合，在本专利技术中，所述铜粉能够去除土壤中的硫，硅藻土起到分散剂的作用；所述过筛优选为过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将待测土壤、铜粉和硅藻土混合后进行加速溶剂萃取，将所得萃取液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第一提纯液；/n(2)将所述第一提纯液进行凝胶渗透色谱净化，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第二提纯液；/n(3)采用硅胶-氧化铝层析柱对所述第二提纯液进行洗脱，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到包括十六种多环芳烃的纯化液；/n其中，十六种多环芳烃包括萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[ah]蒽、茚并[cd]芘和苯并[ghi]芘。/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤中十六种多环芳烃的分离纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将待测土壤、铜粉和硅藻土混合后进行加速溶剂萃取，将所得萃取液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第一提纯液；
(2)将所述第一提纯液进行凝胶渗透色谱净化，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到第二提纯液；
(3)采用硅胶-氧化铝层析柱对所述第二提纯液进行洗脱，将所得洗脱液浓缩后进行有机溶剂置换，得到包括十六种多环芳烃的纯化液；
其中，十六种多环芳烃包括萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并[ah]蒽、茚并[cd]芘和苯并[ghi]芘。


2.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，以纯化液的定容体积为0.5mL计，所述待测土壤中十六种多环芳烃的含量独立地为1.25μg以上。


3.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，所述加速溶剂萃取用萃取剂为丙酮和二氯甲烷的混合溶剂。


4.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂置换用有机溶剂为环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂。


5.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(4)中有机溶剂置换用有机溶剂为正己烷。


6.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，所述凝胶渗透色谱净化的流速为5mL/...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静，孙沛，刘霞，魏昕怡，刘敏，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31