高效液相色谱法测定水中苯并(a)芘
摘 要：苯并(a)芘属于多环芳烃中毒性最大的一种强烈致癌物。为降低苯并(a)芘对土壤、空气、水等多种环境介质的不良影响，建立了液液萃取-高效液相色谱法测定水样中苯并(a)芘的分析方法。选用二氯甲烷为萃取剂，w(乙腈):w(水)=85∶15为流动相，流速1 mL/min，柱温25 ℃的条件下，在1 L空白水样中添加低浓度的苯并(a)芘(加标量为0.5 μg)，测定平行样品7份。结果表明，苯并(a)芘加标回收率为85.2%～86.6%，标准偏差为0.5%;当萃取体积为1 L，浓缩至1 mL，进样量为10 μL时，苯并(a)芘的方法检出限为0.008 μg/L。
关键词：液液萃取;高效液相色谱;苯并(a)芘
0 引 言
苯并(a)芘又称3,4-苯并芘，是日常生活或工业生产过程中产生的副产物，属于多环芳烃中毒性最大的强烈致癌物。主要由煤炭、石油、天然气、木材等不完全燃烧而产生，在土壤、空气、水等多种环境介质中广泛存在。人体和动物摄入该物质后，可诱发皮肤、肺和消化道癌症，对健康造成很大威胁[1]。
目前，苯并(a)芘的测定方法主要有乙酰化滤纸层析荧光分光光度法[2]、薄层色谱法、高效液相色谱法[3-6]、气相色谱法[7-8]、气相色谱-质谱联用等方法[9]。本文采取液液萃取-高效液相色谱法，选用二氯甲烷为萃取剂，w(乙腈):w(水)=85∶15为流动相，在流速1 mL/min，柱温25 ℃条件下成功测定了水中苯并(a)芘含量。
1 试 验
1.1 样品采集与保存
采样选用棕色玻璃瓶灌装，采样时水样应充满采样瓶并加盖密封，防止空气进入，样品在4 ℃下避光保存。
1.2 仪器与试剂
仪器：配有四元梯度泵和荧光检测器(FLD)的液相色谱仪(Aglient 1200)、液相色谱柱Discovery@C18(15 cm×4.6 mm，5 μm)、分液漏斗(1 000 mL)、氮吹仪(N-EVAP 111)、有机相滤头(津隆，有机，0.22 μm)。
试剂和水：乙腈、二氯甲烷均为色谱纯级，无水硫酸钠为优级纯，试验用水为超纯水。
标准品：苯并(a)芘(Accustandard)，质量浓度为100 mg/L。
1.3 标准曲线绘制
利用浓度为100 mg/L的苯并(a)芘标准溶液配制0.5、1.0、2.0、4.0、8.0和10.0 μg/L的标准使用液，用于绘制外标标准曲线。
1.4 样品前处理
量取1 000 mL水样倒入1 000 mL分液漏斗，加入20 mL三氯甲烷，振摇5 min,静置分层，萃取3次，合并有机相，经无水硫酸钠干燥后，有机相采用氮吹仪浓缩至1 mL，经0.22 μm有机相过滤头过滤后上机测定。
1.5 样品分析
进样体积为10 μL，流速为1.0 mL/min，色谱柱为Discovery@C18(15 cm×4.6 mm，5 μm);对不同柱温(25、30、40℃)条件下苯并(a)芘的分离效果进行比较，发现柱温对峰高和峰面积的影响变化不大，最终选择最接近室温的25 ℃作为柱温;荧光检测波长为最大激发波长λex=286 nm，最大发射波长λem=430 nm，流动相为w(乙腈)∶w(水)=85∶15，等梯度洗脱。
2 试验结果与讨论
2.1 流动相选择
选用甲醇-水、乙腈-水为流动相，通过比较发现，作为流动相两者均能取得良好的试验效果。结合多环芳烃的流动相条件，综合峰高、峰面积、峰宽、响应因子等因素最终选择w(乙腈):w(水)=85∶15的流动相体系。色谱分离谱图如图1所示。
图1 色谱分离谱图
Fig.1 Chromatogram separaion spectrum
2.2 萃取条件的选择
选用二氯甲烷、环己烷作为萃取有机溶剂，在空白样品中加标0.5 μg，按照样品前处理方法进行萃取。浓缩至1 mL，取10 μL进入色谱柱，通过比较发现二氯甲烷与环己烷均具有良好的回收率，考虑到二氯甲烷密度较大，萃取时位于萃取体系的下层，方便试验操作，故最后选用二氯甲烷作为萃取剂。不同萃取条件下的回收率见表1。
表1 不同萃取条件回收率测定
Table 1 Recorey in different extraction conditions
2.3 线性范围、相关系数和检出限
配制0.5、1、2、4、8、10 μg/L的苯并(a)芘标准溶液，得到苯并(a)芘不同浓度响应值，通过线性方程拟合，其标准曲线、相关系数、方法检出限见表2。试验表明，苯并(a)芘浓度为0.5～10 μg/L具有良好的线性关系，相关系数>0.999 7,标准曲线如图2所示。
表2 苯并(a)芘标准曲线、相关系数和方法检出限
Table 2 Standard curve,correlation coefflcient,and delection limits of benzopyrene
注：y代表各组分峰面积,μV·s;x代表各组分浓度,μg/L。
图2 苯并(a)芘标准曲线色谱分离谱图
Fig.2 Chromatogram separation spectrum of benzopyrene standard curve
在1 L空白水样中加入低浓度苯并(a)芘(加标量为0.5 μg)，按照样品分析步骤平行测定7份，根据3倍标准偏差计算苯并(a)芘的方法检出限。当萃取体积为1 L，浓缩至1 mL，进样量为10μL时，苯并(a)芘的方法检出限为0.008 μg/L。
在1 L空白水样中添加低浓度苯并(a)芘标准溶液(加标量为0.5 μg)，平行样品7份，按照上述前处理和样品分析方法，测得加标回收率和相对标准偏差，见表3。
表3 苯并(a)芘7次空白加标平行分析结果
Table 3 Parallel analysis results of benzopyrene standard-addition in blank
3 结 语
以二氯甲烷为萃取剂，w(乙腈):w(水)=85∶15为流动相，流速1 mL/min，柱温25 ℃的液液萃取-高效液相色谱法，能够测定水体中苯并(a)芘，具有良好的线性关系、准确度、精密度。当萃取体积为1 L，浓缩至1 mL，进样量为10 μL时，苯并(a)芘的方法检出限为0.008 μg/L。该方法适用于水中苯并(a)芘的测定，具有一定的应用和推广价值。
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Determination of benzopyrene in water using high performance liquid chromatography
Abstract:Benzopyrene was a strong cancerogen,in order to reduce its pollution to environmental medium such as soil,air and water,the measurement of benzopyrene in water was necessary.One analysis method was bulit which combind liquid-liquid extraction and high performance liquid chromatography (HPLC).The experiment condition was that,the dichloromethane was extractant,the mass ratio of acetonitrile to water was 85 to 15,the flow velocity was 1 mL/min,the column temperature was 25 ℃.Under the condition,0.5 μg benzopyrene was dropped into 1 L blank water sample,seven parallel samples were tested.The results showed that,the adding standard recovery of benzopyrene ranged from 85.2% to 86.6%,the standard deviation was 0.5%.When the extracting volume became smaller from 1 L to 1 mL,the sample volume was 10 μg,the method detection limit was 0.008 μg/L.
Key words:liquid-liquid extraction;effective liquid chromatography;benzopyrene
中图分类号：O652.1
文献标志码：A
文章编号：1006-6772(2016)05-0127-03
收稿日期：2016-05-08;责任编辑孙淑君
DOI:10.13226/j.issn.1006-6772.2016.05.025
引用格式：刘明延.高效液相色谱法测定水中苯并(a)芘[J].洁净煤技术，2016，22(5)：127-129.
LIU Mingyan.Determination of benzopyrene in water using high performance liquid chromatography[J].Clean Coal Technology，2016，22(5)：127-129.
