超声提取-液相色谱法测定土壤和沉积物中双酚 A论文
2026-01-29 14:12:02 来源: 作者:xuling
摘要:建立了一种超声提取-液相色谱法,用于测定土壤和沉积物中的双酚A,经过优化提取条件,以正己烷/二氯甲烷为萃取剂,对样品进行萃取。
摘要:建立了一种超声提取-液相色谱法,用于测定土壤和沉积物中的双酚A,经过优化提取条件,以正己烷/二氯甲烷为萃取剂,对样品进行萃取。提取液浓缩后,采用液相色谱法进行分析。实验结果表明:双酚A在0.00~1000μg/L范围内线性关系良好,相关系数可达到0.999。当取样量为10.0 g时,根据该方法测得的方法检出限为0.04 mg/kg。有证标准样品准确度实验结果表明,测得的双酚A的相对误差范围为-19%~18%,相对标准偏差范围为6.4%~12.6%。实际样品准确度实验结果表明,土壤双酚A的加标回收范围为75.5%~117%,相对标准偏差范围为3.6%~14%。沉积物双酚A的加标回收范围为71.1%~116%,相对标准偏差范围为4.2%~19%,该方法适用于土壤和沉积物中双酚A的测定。
关键词:超声提取;液相色谱法;双酚A;土壤;沉积物
0引言
双酚A(BPA)作为一种典型的环境内分泌干扰物,广泛存在于塑料制品和工业材料中,并通过废水排放、垃圾填埋等多种途径进入环境[1]。近年来,我国多个地区土壤和沉积物中均检测到双酚A污染,其残留可能通过食物链富集对生物体和人类健康构成潜在威胁[2]。目前,我国尚未发布适用于土壤和沉积物中双酚A测定的国家标准或行业标准,通过定量分析对其可能的环境风险评估有待于进一步研究。
相关研究资料表明,超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)可实现土壤中双酚A及其13种结构类似物的同步测定[3],从而显著提高检测效率和准确性。此外,基于免疫分析的胶体金层析法具有快速、便携的优点,被应用于现场检测[4]。现行相似分析方法中,生态环境部发布的《水质9种烷基酚类化合物和双酚A的测定固相萃取/高效液相色谱法》(HJ 1192—2021)[5]为液相色谱法测定双酚A奠定了理论基础,而土壤和沉积物前处理方法则多种多样,包括加压流体萃取、萃取提取、微波萃取和超声提取[6-7]等。其中,超声提取具备操作相对简单,耗时较短等优势。同时,考虑到土壤和沉积物复杂基质干扰需求,有必要对提取液固相萃取净化。因此,本文在上述资料基础上,提出一种超声提取、固相萃取净化,结合液相色谱分析土壤和沉积物中双酚A的方法,并对其适用性开展验证。
1实验部分
1.1主要仪器与试剂
主要仪器:Agilent 1260高效液相色谱仪(美国安捷伦,配备荧光检测器FLD)、EPAA-2300TH超声萃取仪(上海安谱)、SCIENTZ-10N冷冻干燥机(宁波新芝生物)、AutoEVA-60氮吹浓缩装置(厦门睿科)、ZORBAXEclipsePlusC18色谱柱(美国安捷伦,4.6mm×250 mm×5μm)和其他实验室常用仪器和设备。
主要试剂:二氯甲烷(上海安谱,色谱纯)、甲醇(上海安谱,色谱纯)、乙腈(上海安谱,色谱纯)、二氯甲烷(上海安谱,色谱纯)和其他实验室常用试剂。
双酚A标准储备液(甲醇中双酚A标准溶液,上海安谱,质量浓度为1 000 mg/L)。标准使用液(取适量上述双酚A储备液于容量瓶,用乙腈稀释至刻度,混匀备用,于4℃下、密封、避光保存)。
1.2样品采集
在某工业园区周边按照HJ/T 166—2014《土壤环境监测技术规范》的相关要求采集土壤样品,在某接近干涸河道按照GB 17378.3—2007《海洋监测规范第3部分:样品采集、贮存与运输》的相关要求采集沉积物样品。样品用洁净的具塞磨口棕色玻璃瓶(大于60 mL)中保存。运输过程中应密封、避光、4℃以下冷藏。
1.3提取剂选择
超声波提取时,提取剂可选用二氯甲烷、正已烷、二氯甲烷-丙酮混合溶剂或正已烷-丙酮混合溶剂等,结合HJ 703—2014《土壤和沉积物酚类化合物的测定气相色谱法》中推荐的提取剂以及净化过程固相萃取溶剂转化需要,本文选择正己烷/二氯甲烷作为萃取剂进行验证。
1.4试样制备
土壤或沉积物样品经冷冻干燥脱水后,采用四分法均化混匀。准确称取10 g(精确至0.1 g)样品于锥形瓶中,用体积比1∶1的正己烷/二氯甲烷混合溶液30 mL,常温最大功率超声提取3 min,重复3次。通过过滤分离出有机相,并将有机相转移到氮吹管中。残渣加入1 mL乙腈溶解,经0.2μm微孔滤膜过滤后合并提取液。
1.5净化与浓缩
依次用10 mL正已烷10 mL二氯甲烷、10 mL甲醇和10 mL实验用水活化固相萃取柱,在活化过程中,确保固相萃取柱中填料表面不露出液面。将过滤后的样品以3 mL/min的流速通过固相萃取柱。然后,用10 mL甲醇溶液淋洗固相萃取柱,去除固相萃取柱上的杂质。用氮气吹干固相萃取柱,再以2 mL/min的流速,分别用2 mL甲醇和5 mL二氯甲烷洗脱,收集洗脱液至浓缩瓶中,经氮吹仪浓缩后进行高效液相色谱分析。
1.6仪器条件
1.6.1氮吹浓缩条件
浓缩水温为30℃,气压为20 kPa,氮吹针追随速度为1.0 mm/min。
1.6.2液相色谱条件
流动相:体积比为9∶1的乙腈和水。洗脱方式:等度洗脱10 min。流速为1.0 mL/min,柱温为35℃。激发波长为227 nm,发射波长313 nm。进样量为10μL,梯度洗脱程序如表1所示。

2数据结果与分析
2.1方法的线性范围、相关系数与检出限
取适量双酚A标准使用液,用乙腈稀释,制备标准系列,目标化合物的质量浓度分别为0、20、50、100、500、1 000μg/L。按照仪器的参考条件,由低质量浓度到高质量浓度依次进样,以目标物的保留时间定性,以标准系列溶液中目标化合物的质量浓度ρ为横坐标,对应的峰面积A为纵坐标,建立校准曲线。在本文的仪器条件下,双酚A标准溶液色谱图如图1所示。
按照上述标准曲线系列上机分析,绘制标准曲线,显示质量浓度在0~1 000μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.999。将空白石英砂分别加入10.0μL质量浓度为10.0μg/mL的双酚A标准使用液(取样量为10 g时,理论加标量为0.01 mg/kg),平行分析7次,按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168—2020)计算标准偏差(S),并按照公式方法检出限(MDL)=3.143S(3.143为自由度=n-1、置信度为99%时的分布取值)计算方法检出限,结果如表2所示。当取样量为10 g时,双酚A检出限为0.04 mg/kg,说明所采用的方式适应性良好,检出限达到了预期分析目的。

2.2方法的准确度
2.2.1有证标准样品的测定
将双酚A有证标准物质分别配制为0.20、0.50、1.00 mg/kg的标准样品,按照本文所述方法平行测定6次,计算相对标准偏差以及相对误差,结果如表3所示。由表3得出,双酚A的相对误差范围为-19%~18%,相对标准偏差范围为6.4%~12.6%。

2.2.2实际样品测定
将采集的土壤和沉积物按照本文所述方法进行分析,测定结果显示,未检出目标物。因此,对土壤和沉积物样品分别进行0.20、0.50、1.00 mg/kg的加标回收测定,平行测定6次,计算相对标准偏差以及加标回收率,统计结果如表4所示。由表4可知,土壤双酚A的加标回收范围为75.5%~117%,相对标准偏差范围为3.6%~14%。沉积物双酚A的加标回收范围为71.1%~116%,相对标准偏差范围为4.2%~19%。实际样品本底未检出。

3结论
1)本文建立了一种土壤和沉积物中双酚A的超声提取-液相色谱法,实验结果表明,双酚A在0~1 000μg/L范围内线性关系良好,相关系数可达到0.999。当取样量为10.0 g时,采用该方法测得的方法检出限为0.04 mg/kg。
2)有证标准样品准确度实验结果表明,测得的双酚A的相对误差范围为-19%~18%,相对标准偏差范围为6.4%~12.6%。实际样品准确度实验结果表明,土壤双酚A的加标回收范围为75.5%~117%,相对标准偏差范围为3.6%~14%。沉积物双酚A的加标回收范围为71.1%~116%,相对标准偏差范围为4.2%~19%。
3)超声提取法在土壤和沉积物前处理中具有操作相对简单、耗时较短的优势,结合液相色谱分析双酚A的成熟技术,表明该方法对土壤和沉积物中双酚A的测定适用性良好。
参考文献
[1]刘延湘,刘琼玉,陈芳,等.双酚A在土壤中的吸附性能[J].江汉大学学报(自然科学版),2009,37(1):41-44.
[2]田家英,谭睿婕,柳玉英,等.双酚A在沉积物-水相中的分配行为研究[J].环境工程技术学报,2023,13(3):210-215.
[3]吕志江,徐逸文,何艳,等.土壤中双酚A及其结构类似物的同步测定方法研究[J].分析化学,2021,49(5):789-796.
[4]赵肃清.土壤中双酚A的胶体金层析测定方法建立与评价研究[D].广州:广东工业大学,2010.
[5]生态环境部.水质9种烷基酚类化合物和双酚A的测定固相萃取/高效液相色谱法:HJ 1192-2021[S].北京:中国环境出版社,2022.
[6]环境保护部.土壤和沉积物酚类化合物的测定气相色谱法:HJ 703—2014[S].北京:中国环境出版社,2014.
[7]环境保护部.土壤和沉积物有机物的提取超声波萃取法:HJ 911—2017[S].北京:中国环境出版社,2022.