快速萃取淤泥中的PCB 和PCDD/F

　　總介

　　淤泥中的某些有毒物質(zhì)，如PCB(多氯聯(lián)苯)和PCDD/F(氧芴)可以采用萃取的方法來(lái)進(jìn)一步分析。我們比較了采用Buchi 811萃取儀進(jìn)行萃取和其他萃取方法，證明了采用Buchi B-811 萃取儀能加快萃取過(guò)程。

　　方法

　　我們比較了采用 Buchi B-811 萃取儀(熱萃取模式)和采用索氏標(biāo)準(zhǔn)法進(jìn)行淤泥中的PCB 和PCDD/F 測(cè)定。在測(cè)定PCB 時(shí)我們采用標(biāo)準(zhǔn)淤泥(0.1-0.4mg/kg)，并采用環(huán)形測(cè)試材料(0.07-1.2mg/kg)。淤泥中的毒素含量約為46ng TEQ/kg。我們比較了采用兩種不同的方法，索氏標(biāo)準(zhǔn)法和熱萃取法進(jìn)行對(duì)比。采用Buchi公司的B-811萃取儀中的熱萃取模式可以大大縮短萃取時(shí)間，減少所需要的溶劑量，并且溶劑可以重復(fù)使用至少3-4次，大大提高了效率，節(jié)約了成本。

　　問(wèn)題

　　PCB 和PCDD/F 測(cè)定中的一個(gè)主要的環(huán)節(jié)就是從樣品中將這些物質(zhì)提取出來(lái)。根據(jù)官方文件中淤泥中PCB 測(cè)定的建議，將用正已烷萃取8 小時(shí)。如果要檢測(cè)毒素的話，采用索氏法用甲苯萃取20 小時(shí)。所需要的儀器十分簡(jiǎn)單，但是耗時(shí)較長(zhǎng)。但是，采用這種方法能獲得較高的產(chǎn)率，所以該方法被廣泛采用。還有一種方法SFE，稱為超臨界萃取，該方法采用超臨界的液體進(jìn)行萃取，時(shí)間短，效率高，但是此種方法由于產(chǎn)率低，對(duì)于樣品量有限制(只能測(cè)定幾克的樣品)，并且設(shè)備的成本很高，所以此項(xiàng)方法也沒(méi)有被作為實(shí)驗(yàn)室日常操作的常規(guī)方法被采用。所以，我們現(xiàn)在需要的是一種能取代索氏法的，低成本的，高效率的并且能被廣泛采用的方法。Buchi公司的B-811萃取儀滿足了所有的要求。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的索氏提取儀相比較具有很多優(yōu)點(diǎn)。在熱萃取模式中，樣品在熱的溶劑內(nèi)停留一段時(shí)間。該方法特別適用于在溶劑中低溶解度，并且溶劑的沸點(diǎn)高的樣品，例如環(huán)境分析中微量樣品的分析。萃取的程序可以進(jìn)行預(yù)先編制，包括萃取過(guò)程，清洗過(guò)程，如有需要的話蒸發(fā)/干燥過(guò)程。為了驗(yàn)證該系統(tǒng)并將其作為實(shí)驗(yàn)室日常操作儀器，我們檢測(cè)了6種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)PCB No. 28，52，101，138，153和180和PCDD/F。

　　樣品制備

　　樣品根據(jù)DIN 38414 S22冷凍干燥并用磨碎機(jī)粉碎。

　　PCB 檢測(cè)

　　PCB檢測(cè)稱取精度為1mg的2-5g樣品，加入十氯代聯(lián)苯和四氯鄰苯作為內(nèi)標(biāo)物，采用正已烷作為溶劑來(lái)萃取，B811 的萃取模式分別選擇索氏標(biāo)準(zhǔn)法和熱萃取法運(yùn)行。兩種方法所要的溶劑量和時(shí)間都不同。表1顯示了兩種方法的比較。

　　表1 比較經(jīng)典索氏法和熱萃取法：

　　經(jīng)典的索氏萃取法熱萃取法(B-811)

　　溶劑量(ml)250 90

　　萃取時(shí)間(h)82

　　(不包括0.5h 再?zèng)_洗時(shí)間)

　　抽提物隨后被濃縮為10ml，然后經(jīng)過(guò)涂硝酸銀的硅膠清洗。然后用氣相色譜進(jìn)行分析。

　　PCDD/F檢測(cè)

　　稱取10-50g干燥均一的樣品，分別采用經(jīng)典索氏萃取法和熱萃取法，用甲苯作為溶劑進(jìn)行測(cè)定，并且加入記號(hào)為15C的毒素/呋喃作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。表2顯示了兩種方法的比較。

　　表2 比較：傳統(tǒng)的索氏法和熱萃取法比較

　　經(jīng)典的索氏萃取法熱萃取法(B-811)

　　溶劑量(ml)30020

　　萃取時(shí)間(h)1000.5--8

　　(不包括0.5h 再?zèng)_洗時(shí)間)

　　抽提物隨后被濃縮為3-5ml，然后用高壓液相色譜進(jìn)行分析。

　　結(jié)果，討論

　　以下表格內(nèi)顯示了檢測(cè)結(jié)果。其中一些結(jié)果是平均值。

　　表3：標(biāo)準(zhǔn)淤泥中PCB含量的檢測(cè)結(jié)果

　　干燥爐干燥

　　萃取方法6種Ballschmiter物質(zhì)PCB濃度ug/kg

　　2852101153138180

　　熱萃取法(B811)10878137298336335

　　經(jīng)典索氏法10959127279318327

　　PCB濃度

　　(B811熱萃取法)

　　基于PCB濃度(經(jīng)典索氏萃取)[%]99132108107106102

　　標(biāo)準(zhǔn)值10079134288*)313

　　PCB濃度

　　(B811熱萃取法)

　　基于標(biāo)準(zhǔn)PCB濃度[%]10899102103107

　　*) PCB 138的濃度在標(biāo)準(zhǔn)淤泥內(nèi)未指出。

　　圖2顯示了采用不同的方法獲得的結(jié)果一致性較好。

　　圖2：不同種方法的測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的比較

　　這些數(shù)據(jù)表明了采用Buchi 公司B811 熱萃取法進(jìn)行萃取可以得到很高的萃取產(chǎn)率。以下是通過(guò)熱萃取法測(cè)得的結(jié)果與采用索氏法萃取20 小時(shí)后測(cè)得的結(jié)果比較，表明了在用熱萃取3 小時(shí)的時(shí)候可以獲得最佳的萃取產(chǎn)率。

　　Buchi 公司的B811 萃取系統(tǒng)用甲苯和十氯代聯(lián)苯(3:1)清洗4 小時(shí)，并且檢測(cè)了毒素的空白值。

　　在計(jì)算測(cè)量結(jié)果時(shí)，必須考慮到樣品的空白值0.01~0.9ng。

　　雖然采用Buchi 公司的B811萃取儀可以在1~2小時(shí)獲得毒素的測(cè)量結(jié)果(40-41ng TEQ/kg)，但

　　是采用熱萃取法的最佳時(shí)間還是至少在3~5小時(shí)。

　　從而得出結(jié)論，Buchi 公司的B811萃取儀適合于用做淤泥內(nèi)PCB和PCDD/F測(cè)定的樣品制備步

　　驟之一，并且更加快速有效。

　　BUCHI的B811萃取儀簡(jiǎn)介：

　　Buchi 公司是一家能夠提供全自動(dòng)索氏法測(cè)定脂肪的專業(yè)性儀器公司。采用索氏法進(jìn)行脂肪的測(cè)定作為傳統(tǒng)的以及官方認(rèn)可的方法被廣泛應(yīng)用于食品及飼料行業(yè)。

　　Buchi 公司的全自動(dòng)萃取儀B811有四種方法可選，索氏抽提標(biāo)準(zhǔn)法(國(guó)標(biāo)法)，索氏加熱抽提法(快速法)，加熱抽提法(熱浸法)及連續(xù)抽提法(熱淋洗法)，并可儲(chǔ)存多達(dá)50種方法。

　　索氏標(biāo)準(zhǔn)法由四個(gè)步驟組成， 分為抽提，淋洗，溶劑回收及烘干，可在B811一臺(tái)儀器上完成。B811的溶劑沸點(diǎn)最大可達(dá)150℃，能滿足不同應(yīng)用的需要。各種溶劑在加熱時(shí)易產(chǎn)生沸騰，B811采用防爆沸裝置，提高了操作的安全性。普通的手工操作，每個(gè)樣品需要6-8小時(shí)，而采用了B811萃取儀后，將樣品時(shí)間縮短為2小時(shí)，大大提高了工作效率。

　　B811還可用做其他用途的固液萃取，如土壤中的PCB，PAH，皮革中的增白劑，橡膠及塑料中的添加劑檢測(cè)等。