专利名称：一种从固相样品中萃取多环芳烃的方法
技术领域：
本发明一种固相样品中多环芳烃的萃取方法，属于固相样品中多环芳烃痕量有机 物分析领域，涉及固相样品中被环境重点监控的16种痕量多环芳烃的萃取方法的技术方 案。
背景技术：
多环芳烃化合物(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)是一类在环境介质 中广泛存在的有机污染物，它们在环境中广泛存在，对人类的身体健康具有强烈的致畸、致 癌特性。它们可以附着在颗粒物表面直接被人体吸入或通过食物链影响人体健康。环境样 品基体复杂且多环芳烃有机污染物的浓度很低(痕量、超痕量级)，难以直接测定，样品需 经预处理后才可以进行仪器分析。样品前处理目的是对被测组分进行浓縮富集，消除基体 干扰，提高方法的灵敏度，降低检测限。由于全球环境污染日益严重，要求减少使用各种有 机溶剂的呼声越来越高，近年来各种高效、快速、溶剂用量少的样品前处理技术发展迅速。 目前固体样品萃取技术主要有索式萃取，超声萃取，微波辅助萃取，加速溶剂萃取，超临界 流体萃取。其中索式萃取最为经典，成为其它萃取方法的参照萃取方法。固体样品中有机 物提取最经典的方法是使用索式萃取器进行溶剂连续抽提法，但是萃取时间较长，溶剂的 使用量较大。其他方法在萃取时间和溶剂使用量上有所改进，但是存在着各自的缺点超声 萃取易使稳定性较差的有机物分解(如多环芳烃中的菲)；微波辅助萃取时弱极性或非极 性有机物(如多环芳烃)在萃取时所用的非极性萃取剂对微波能利用率不高；加速溶剂萃 取所用设备价格昂贵；超临界萃取是近年来发展很快的一种样品制备技术。超临界流体的 性质介于气体与液体之间，既有液体的高密度又有气体的高扩散性，能够渗透到固体内部 溶解被测组分，但是对高沸点化合物的萃取效果差等等。
发明内容
本发明一种固相样品中多环芳烃的萃取方法，旨在提供一种用GerhardtSoxtherm macro 414全自动索式萃取固体样品中痕量多环芳烃的快速、灵敏和准确萃取方法的技术 方案。 本发明一种固相样品中多环芳烃的萃取方法，其特征在于是一种通过Gerhardt Soxtherm macro 414全自动索式快速、灵敏和准确萃取原煤中16种多环芳烃固相样品的 方法，其具体工艺步骤为
1、原煤样品处理收集 实验前先对煤样进行破碎、研磨和筛分，收集60目 100目筛筛得的原煤样品供 下一步使用； n、原煤样品预处理 清洁提取杯，在100 104°C的干燥箱中干燥1 2小时，然后在干燥器中冷却至 室温，用分析天平称量经第一步处理收集的原煤样品0. lg-10g放于滤筒中，盖上脱脂棉，置于提取杯中，并加入110 130ml容量的二氯甲烷溶剂，浸没样品即可；
111 、用全自动索式抽提仪萃取 将已放置好称量煤样品的提取杯放入仪器中的加热板上，并完全与上方的PTFE 圆柱体紧密接触，小心旋转杯使密封环完全密封，并将加热板加热到130 16(TC，整个萃 取过程分5步程序完成 ①热浸提过程滤筒内的样品浸入沸腾溶剂中，样品中可萃取物得到充分浸提，萃 取物在溶液和样品表面达到平衡，时间为3 5h ; ②蒸发A :每隔3 4min用压縮空气吹扫一次，共吹扫3 5次，使滤筒中达到平 衡的溶液液面低于萃取套筒，多余的溶剂收集到溶剂回收罐里； ③淋洗过程未被浸提出来的物质继续被回流的洁净溶液萃取，提取出来的物质 被保留到浸提杯底部的溶剂中，时间1 2h ; 蒸发B :每隔3 5min用压縮空气吹扫一次，共吹扫2 3次，大部分溶剂被蒸 馏到储存罐里进一步回收； ⑤蒸发C:萃取烧杯自动从加热板上脱离，一部分残留溶剂由热空气流吹走，溶剂 快速蒸发，获得原煤萃取液； 整个程序运行5 7h最后将萃取液定容到9 10ml分析使用。 本发明作为一种固相样品中多环芳烃的全自动抽提方法与现有技术相比，明显的
优点在于 提供的最佳操作条件能在对煤样中的多环芳烃(PAHs)进行提取时，大大縮短提 取时间，提高萃取效率(每种化合物的回收率都达到70%以上)。与传统索式抽提方法(抽 提时间48h)的结果对比见表一。表1全自动索式抽提与传统索式抽提方法对比
16 PAHs传统索式抽提(ug/g)全自云;N即0.471. 18Ace0.040Acy0.140. 16Flu0.510. 34Phe2.452. 41AnT2.442. 43Pyr1.433. 08Fla1.172. 27Chy1.112BaA4.3710. 79BbF0.881. 63BkF1.262. 25BaP1.851. 89IcP0.270. 63DaA0.30. 58BgP0.590. 95
Total PAHs (ug/g)19. 27 32. 59 (1)本发明条件不仅适用于原煤中痕量多环芳烃的快速提取，同样适用于大气采 样玻璃纤维滤膜的多环芳烃提取。 (2)本发明萃取溶剂可回收，减少了有机废液的产生。二氯甲烷是提取EPA优先控 制的16种多环芳烃效果最佳的试剂，采用二氯甲烷对煤样进行提取，减少了样品中其它物 质对GC-MS测定PAHs时的干扰。且本发明检出限低，可满足快速提取固相样品中PAHs的 需要。 (3)本发明方法能除去其他有机物对多环芳烃(PAHs)检测的干扰，并能一体化进 行吹扫，可以方便快速地测定原煤等固体物质中的多环芳烃，具有分析范围广、效率高等优 点。
图1样品提取液的GC-MS谱图；
图2PAHs标准品溶液的GC-MS谱图。
具体实施例方式实施方式1 : 1、原煤样品处理收集 实验前先对煤样进行破碎、研磨和筛分，收集60目筛筛得的原煤样品供下一步使 用； n、原煤样品预处理 清洁提取杯，在IO(TC的干燥箱中干燥1小时，然后在干燥器中冷却至室温，用分 析天平称量经第一步处理收集的原煤样品0. lg放于滤筒中，盖上脱脂棉，置于提取杯中， 并加入110ml容量的二氯甲烷溶剂，浸没样品即可；
111 、用全自动索式抽提仪萃取 将已放置好称量煤样品的提取杯放入仪器中的加热板上，并完全与上方的PTFE 圆柱体紧密接触，小心旋转杯使密封环完全密封，并将加热板加热到130°C ，整个萃取过程 分5步程序完成 ①热浸提过程滤筒内的样品浸入沸腾溶剂中，样品中可萃取物得到充分浸提，萃 取物在溶液和样品表面达到平衡，时间为3h ; ②蒸发A :每隔3min用压縮空气吹扫一次，共吹扫3次，使滤筒中达到平衡的溶液 液面低于萃取套筒，多余的溶剂收集到溶剂回收罐里； ③淋洗过程未被浸提出来的物质继续被回流的洁净溶液萃取，提取出来的物质 被保留到浸提杯底部的溶剂中，最佳时间lh ; 蒸发B :每隔3min用压縮空气吹扫一次，共吹扫2次，大部分溶剂被蒸馏到储存 罐里进一步回收； ⑤蒸发C:萃取烧杯自动从加热板上脱离，一部分残留溶剂由热空气流吹走，溶剂 快速蒸发，获得原煤萃取液；最后将萃取液定容到9ml分析使用。
实施方式2 :
5
1、原煤样品处理收集 实验前先对煤样进行破碎、研磨和筛分，收集100目筛筛得的原煤样品供下一步使用； n、原煤样品预处理 清洁提取杯，在104t:的干燥箱中干燥2小时，然后在干燥器中冷却至室温，用分析天平称量经第一步处理收集的原煤样品10g放于滤筒中，盖上脱脂棉，置于提取杯中，并加入130ml容量的二氯甲烷溶剂，浸没样品即可；
111 、用全自动索式抽提仪萃取 将已放置好称量煤样品的提取杯放入仪器中的加热板上，并完全与上方的PTFE圆柱体紧密接触，小心旋转杯使密封环完全密封，并将加热板加热到160°C ，整个萃取过程分5步程序完成 ①热浸提过程滤筒内的样品浸入沸腾溶剂中，样品中可萃取物得到充分浸提，萃取物在溶液和样品表面达到平衡，时间为5h ; ②蒸发A :每隔4min用压縮空气吹扫一次，共吹扫5次，使滤筒中达到平衡的溶液液面低于萃取套筒，多余的溶剂收集到溶剂回收罐里； ③淋洗过程未被浸提出来的物质继续被回流的洁净溶液萃取，提取出来的物质被保留到浸提杯底部的溶剂中，最佳时间2h ; 蒸发B :每隔5min用压縮空气吹扫一次，共吹扫3次，大部分溶剂被蒸馏到储存罐里进一步回收； ⑤蒸发C:萃取烧杯自动从加热板上脱离，一部分残留溶剂由热空气流吹走，溶剂
快速蒸发，获得原煤萃取液；最后将萃取液定容到10ml分析使用。
实施方式3 : 1、原煤样品处理收集 实验前先对煤样进行破碎、研磨和筛分，收集80目筛筛得的原煤样品供下一步使用； n、原煤样品预处理 清洁提取杯，在102t:的干燥箱中干燥1. 5小时，然后在干燥器中冷却至室温，用分析天平称量经第一步处理收集的原煤样品5g放于滤筒中，盖上脱脂棉，置于提取杯中，并加入120ml容量的二氯甲烷溶剂，浸没样品即可；
111 、用全自动索式抽提仪萃取 将已放置好称量煤样品的提取杯放入仪器中的加热板上，并完全与上方的PTFE圆柱体紧密接触，小心旋转杯使密封环完全密封，并将加热板加热到140°C ，整个萃取过程分5步程序完成 ①热浸提过程滤筒内的样品浸入沸腾溶剂中，样品中可萃取物得到充分浸提，萃取物在溶液和样品表面达到平衡，时间为4h ; ②蒸发A :每隔4min用压縮空气吹扫一次，共吹扫4次，使滤筒中达到平衡的溶液液面低于萃取套筒，多余的溶剂收集到溶剂回收罐里； ③淋洗过程未被浸提出来的物质继续被回流的洁净溶液萃取，提取出来的物质被保留到浸提杯底部的溶剂中，时间1. 5h ;
蒸发B :每隔4min用压縮空气吹扫一次，共吹扫3次，大部分溶剂被蒸馏到储存罐里进一步回收； ⑤蒸发C:萃取烧杯自动从加热板上脱离，一部分残留溶剂由热空气流吹走，溶剂快速蒸发，获得原煤萃取液；最后将萃取液定容到10ml分析使用。
实施方式4 清洁提取杯，在104t:的干燥箱中干燥1小时，然后在干燥器中冷却至室温。将取得的原煤样品进行破碎、研磨和筛分，收集60目筛和IOO目筛间的筛分供第二步使用。用电子天平准确称取3.0g过筛样品，放于滤筒中，盖上脱脂棉。加入准确容量的溶剂(120ml的二氯甲烷)。用全自动索式抽提仪萃取，加热板温度150°C ，热浸提过程4h，淋洗过程1. 5h，其间经历蒸发A，蒸发B，蒸发C阶段。即获得原煤萃取液。用氮气吹扫抽提液，使溶剂快速蒸发，最后定容到10ml。 用微量进样器抽取1 y L分析样品进行气相色谱质谱分析。分析仪器为FocusGCDSQII气相色谱质谱联用仪(GC/MS)。在相同的色谱条件下，分别进相同体积(1PL)的样品提取液和多环芳烃标准品溶液，测定各组分的保留时间和色谱峰面积，进行定性与定量分析。 通过对抽提液进行实际检测，得到图1所示样品提取液的GC-MS谱图；同时，对多环芳烃标准品溶液进行在相同色谱条件下的色谱分析，得到图2所示多环芳烃标准品溶液的GC-MS谱图。由保留时间定性，色谱峰面积定量。根据多环芳烃(PAHs)各组分标准溶液的浓度与相应峰面积线性拟合的标准曲线求得各组分在样品中的含量，如表1所示。
表一某原煤中PAHs的抽提测定结果
PAHs组分名简写含量(ug/g)
萘N即2. 13
二氢苊AcP0. 00
苊AcPy0. 40
芴Flu1. 17
菲PhA6. 41
蒽AnT5. 90
荧蒽FluA5. 92
芘Pyr4. 15
屈Chr3. 63
苯并(a)蒽BaA18. 30
苯并(b)荧蒽BbF3. 01
苯并(k)荧蒽BkF4. 27
苯并(a)芘BaP4. 53
二苯并(ah)荧蒽DbA1. 05
茚并(123-cd)芘Int(l，2，3-cd)P1. 13
苯并(g、h、 i)菲BghiP2. 35
权利要求
一种固相样品中多环芳烃的萃取方法，其特征在于是一种通过GerhardtSoxtherm macro 414全自动索式快速、灵敏和准确萃取原煤中16种多环芳烃固相样品的方法，其具体工艺步骤为I、原煤样品处理收集实验前先对煤样进行破碎、研磨和筛分，收集60～100目筛间的原煤样品供下一步使用；II、原煤样品预处理清洁提取杯，在100～104℃的干燥箱中干燥1～2小时，然后在干燥器中冷却至室温，用分析天平称量经第一步处理收集的原煤样品0.1g-10g放于滤筒中，盖上脱脂棉，置于提取杯中，并加入110～130ml容量的二氯甲烷溶剂，浸没样品即可；III、用全自动索式抽提仪萃取将已放置好称量煤样品的提取杯放入仪器中的加热板上，并完全与上方的PTFE圆柱体紧密接触，小心旋转杯使密封环完全密封，并将加热板加热到130～160℃，整个萃取过程分5步程序完成①热浸提过程滤筒内的样品浸入沸腾溶剂中，样品中可萃取物得到充分浸提，萃取物在溶液和样品表面达到平衡，时间为3～5h；②蒸发A每隔3～4min用压缩空气吹扫一次，共吹扫3～5次，使滤筒中达到平衡的溶液液面低于萃取套筒，多余的溶剂收集到溶剂回收罐里；③淋洗过程未被浸提出来的物质继续被回流的洁净溶液萃取，提取出来的物质被保留到浸提杯底部的溶剂中，最佳时间1～2h；④蒸发B每隔3～5min用压缩空气吹扫一次，共吹扫2～3次，大部分溶剂被蒸馏到后面的储存罐里进一步回收；⑤蒸发C萃取烧杯自动从加热板上脱离，一部分残留溶剂由热空气流吹走，溶剂快速蒸发，获得原煤萃取液；整个程序运行5～7h最后将萃取液定容到9～10ml分析使用。
全文摘要
一种固相样品中多环芳烃的萃取方法，属于固相样品中多环芳烃痕量有机物分析领域，涉及固相样品中被环境重点监控的16种痕量多环芳烃的萃取方法的技术方案。其特征在于是一种采用Gerhardt Soxtherm macro 414全自动脂肪抽提仪，萃取固相样品中的多环芳烃有机物的方法。本方法萃取溶剂消耗量小，无污染，样品预处理成本低廉，与传统索氏抽提相比具有快速、高效的特点。此方法不仅适用于原煤中痕量多环芳烃的快速提取，也是提取固体物质中痕量多环芳烃快速、灵敏、准确的方法。
文档编号B01D11/02GK101773739SQ20091026391
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者李凡, 焦海丽, 程柱, 董洁, 谢克昌 申请人:太原理工大学