土壤检测中多环芳烃的前处理和分析步骤

多环芳烃（PAHs）是一类具有强致癌性与环境持久性的有机污染物，广泛存在于土壤中，其检测是评估土壤环境质量、防控污染风险的核心环节。前处理（样品制备、提取、净化）与分析（仪器测定、数据处理）步骤的规范性直接决定结果准确性，需严格遵循标准化流程。本文详细拆解土壤PAHs检测各环节的关键操作与注意事项，为实验室检测提供实操参考。

土壤样品的采集与制备

土壤样品的代表性是检测的基础，采样需根据地块大小与污染分布选择布点方法：面积较小的地块用五点采样法（对角线或梅花形布点），面积较大或污染不均的区域用蛇形采样法。采样深度优先选择0-20cm耕作层，深层污染检测需按20cm增量分层采集，每点采样量不少于1kg。

采集的样品需尽快去除石子、植物残体等杂质，平铺于干净搪瓷盘或牛皮纸上，室温自然风干（避免阳光直射或高温烘烤，防止PAHs挥发）。风干后用玛瑙研钵研磨，通过100目尼龙筛（避免金属筛引入污染），充分混匀后装入棕色玻璃瓶。

制备好的样品需4℃冷藏保存，2周内完成检测。采样与制备全程需用玻璃或聚四氟乙烯器具，佩戴无粉手套，避免塑料、橡胶等材料释放有机物干扰结果。

PAHs的提取方法选择与操作

索氏提取法是传统经典方法，原理是溶剂回流与虹吸连续萃取。操作时将10g土壤与等质量无水硫酸钠混合（除水分），装入提取筒，用150mL二氯甲烷-正己烷（1:1）提取6-12小时（回流≥10次）。该法提取效率高，但耗时久、溶剂用量大。

超声提取法通过空化效应加速溶出，取5g土壤加无水硫酸钠，用50mL丙酮-正己烷（1:1）超声30分钟（功率200W，温度≤30℃），重复2次合并提取液。此法快速、溶剂少，但对强吸附态PAHs提取不完全。

加速溶剂萃取（ASE）是高效现代技术，利用高温（50-150℃）高压（1000-3000psi）提升效率。将土壤装入萃取池，用二氯甲烷-丙酮提取，单次耗时30分钟，溶剂用量仅为索氏提取的1/10，是实验室首选的高效方法。

提取液需用旋转蒸发仪浓缩至1-2mL（水浴40℃），浓缩时加少量正己烷替换极性溶剂，为后续净化做准备。

提取液的净化处理

提取液含腐殖酸、脂类等杂质，需净化去除。硅胶柱层析是常用方法：硅胶130℃活化4小时，装入30cm×1cm玻璃柱（底部铺玻璃棉，5g硅胶，顶端1cm无水硫酸钠）。

净化时将浓缩液用2mL正己烷溶解，加柱后用10mL正己烷冲洗（弃初滤液去非极性杂质），再用30mL二氯甲烷-正己烷（3:7）洗脱PAHs，收集洗脱液。流速控制1-2滴/秒，避免过快导致净化不彻底。

弗罗里硅土柱适用于除脂类，需650℃活化6小时，加5%水脱活。固相萃取（SPE）用C18或硅胶小柱，活化后加样，洗脱液收集后浓缩至0.5-1mL（氮吹仪，30℃，氮气流量10mL/min），避免吹干导致PAHs损失。

仪器分析：GC-MS的应用与操作

气相色谱-质谱联用法（GC-MS）是PAHs检测的金标准，兼具分离与定性能力。色谱柱选DB-5MS毛细管柱（30m×0.25mm×0.25μm），固定相为5%苯基-95%甲基聚硅氧烷，分离效果好。

GC条件：进样口280℃，分流比5:1（避免柱超载）；载气氦气（≥99.999%），流速1mL/min；升温程序：60℃保持1分钟，10℃/min升至280℃，保持15分钟（确保高沸点PAHs流出）。

MS条件：EI源（70eV），离子源230℃，接口280℃；全扫描（50-400m/z）定性，选择离子扫描（SIM）定量（如萘选128、102，芘选202、152），提高灵敏度。

进样前用标准溶液校准保留时间与特征离子，进样量1μL，进样针用正己烷清洗3次，避免交叉污染。

数据定性与定量的关键要点

定性需结合保留时间（与标准品偏差≤0.1min）与特征离子比例（如苯并[a]芘的252、250、249比例与标准一致，偏差≤10%），两者符合方可确认目标PAHs。

定量用外标法，配制0.1-10μg/mL梯度标准液，绘制峰面积-浓度曲线（R²≥0.995）。样品浓度计算公式：C=(A×V)/(m×R)，其中A为峰面积，V为定容体积，m为土壤质量，R为加标回收率（70%-120%）。

质量控制需做空白实验（无水硫酸钠代替土壤，检出限以下）、加标回收（回收率合规）、平行样（RSD≤15%）。数据处理时超线性范围需稀释重测，低于检出限标注“未检出”。