多環(huán)芳烴的分析如何選擇檢測條件
PAHs檢測包括樣品處理和樣品分析兩方面內容。由于樣品具有目標物質(zhì)濃度低、組分復雜、干擾物質(zhì)多、易受環(huán)境影響的特點(diǎn),樣品必須經(jīng)過(guò)處理才能進(jìn)行分析測定。樣品處理是指樣品的提取和凈化,提取和凈化之后便可以進(jìn)行樣品的PAHs檢測。
PAHs檢測采用化學(xué)分析方法?;瘜W(xué)分析方法的主要過(guò)程是先將有機組分分離,然后使用特定的化學(xué)分析儀對有機組分進(jìn)行定性、定量的分析。常用的化學(xué)分析方法主要有氣相色譜法(GC)、氣相色譜法-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/MS)、高效液相色譜法(HPLO、超臨界流體色譜法(SPE)等。
一、PAHs檢測方法—氣相色譜法(GC)
在有機污染物的環(huán)境監測中,GC法是最常用的定性、定量方法。該方法用于分析易揮發(fā)、熱穩定性好的有機物,是目前檢測環(huán)境中二噁英、等的主要方法。
GC分析中載氣(流動(dòng)相)為惰性氣體,通常有氮氣、氦氣或氫氣。對有機組分進(jìn)行分析時(shí),含有機組分的液體樣品由進(jìn)樣器進(jìn)入汽化室后,立即汽化,并被載氣帶入色譜柱。色譜柱中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相,吸附劑對每個(gè)組分的吸附力不同,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,各組分在色譜柱中的運行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來(lái),離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測器,而吸附力最強的組分最不容易被解吸下來(lái),因此最后離開(kāi)色譜柱。檢測器將物質(zhì)的濃度或質(zhì)量的變化轉變?yōu)橐欢ǖ碾娦盘?,?jīng)放大后在記錄儀上記錄下來(lái),就得到色譜流出曲線(xiàn)。根據色譜流出曲線(xiàn)上得到的每個(gè)峰的保留時(shí)間,可以進(jìn)行定性分析;根據峰面積或峰高的大小,可以進(jìn)行定量分析。
GC法樣品用量小,應用范圍廣,可分析各種氣體以及在適當溫度下能氣化的液體或定量裂解的固體,但不能直接根據色譜峰得出結論,需和一些檢測儀器聯(lián)接使用,如質(zhì)譜儀等。氣相色譜.質(zhì)譜(GC/MS)聯(lián)用技術(shù)結合了氣相色譜和質(zhì)譜法的優(yōu)點(diǎn),充分發(fā)揮GC的高分離效率和MS的高分辨率,擴展了GC方法的應用范圍,促進(jìn)了分析技術(shù)的計算機化。
二、PAHs檢測方法—高效液相色譜法(HPLC)
HPLC主要作為高沸點(diǎn)、熱不穩定有機物的分析方法,與GC法形成互補,兩者分析對象幾乎涵蓋了所有的有機化合物。
高效液相色譜儀主要由輸液泵系統、迸樣器系統、色譜柱、檢測器、記錄器、顯示器及數據處理機(或兼有組分收集系統)等組成。高壓輸液泵將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相壓入裝有固定相的色譜柱,經(jīng)進(jìn)樣閥注入供試品,由流動(dòng)相帶入柱內,在柱內各成分被分離后,依次進(jìn)入檢測器,色譜信號由記錄儀或積分儀記錄,實(shí)現對樣品的分析。HPLC流動(dòng)相可調配比例,通過(guò)改變溶劑極性或強度從而改變色譜柱效能、分離選擇性和組分因子,最終實(shí)現改變色譜系統分離度的目的。
HPLC的特點(diǎn)是壓力高、分離效能高、靈敏度高、應用范圍廣、分離速度快等,但HPLC是以液體作為流動(dòng)相,其儀器設備昂貴,柱填料以及流動(dòng)相的價(jià)格偏高,影響高效液相色譜法的的應用與普及。
三、PAHs檢測方法—超臨界流體色譜法
超臨界流體色譜技術(shù)是20世紀80年代發(fā)展起來(lái)的色譜技術(shù),以超臨界流體作為流動(dòng)相的一種色譜方法。超臨界流體,是指既不是氣體也不是液體的一些物質(zhì),它們的物理性質(zhì)介于氣體和液體之間。超臨界流體色譜法要與檢測系統聯(lián)用,適用于分離和測定極性強、熱不穩定、化學(xué)性質(zhì)活潑、相對分子量大的化合物。
超臨界流體色譜法具有與氣相色譜法和液相色譜法顯著(zhù)不同的特點(diǎn) ①超臨界流體作為流動(dòng)相,具有與液體相近的密度,具有強的溶解性,適于分離分析難揮發(fā)和熱穩定性差的物質(zhì)。②超臨界流體的粘度近于氣體,減少柱過(guò)程阻力,有利于采用細長(cháng)色譜柱以增加柱效。③超臨界流體的擴散系數在氣體和液體之間,具有較快的傳質(zhì)速度,使分析速度加快(低于GC),峰型變窄,增加檢測靈敏度。④超臨界流體色譜系統中可使用氣相色譜和高效液相色譜的檢測器。
綜上,色譜法具有分離效率高、分析速度快、檢測靈敏度高、樣品用量少、選擇性好、多組分可同時(shí)分析、易于實(shí)現自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。但高效液相色譜法的分辨率較氣相色譜法低,且儀器設備購置和使用費用較高。超臨界流體色譜分離過(guò)程在高壓下進(jìn)行,安全性差;設備一次性投資大;提取時(shí)無(wú)法連續操作,裝置的時(shí)空產(chǎn)生率比較低。而氣相色譜法與其他檢測儀器聯(lián)用的技術(shù)已經(jīng)成熟,特別是氣相色譜.質(zhì)譜連用技術(shù)GC/MS,測試結果可結合大量的色譜保留指數數據對樣品中PAHs進(jìn)行定性分析,克服了高效液相色譜法定性手段的缺陷。需要綜合樣品分析方法優(yōu)缺點(diǎn)及不同分析方法的分析成本,選擇最合適的PAHs檢測方法。