荧光法测定土壤中总的多环芳烃含量

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在 中性 胶 束介 质 中, 直 接 测定 了 3 ,
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3, 4 , 4 - 四氯联苯, 线性范围为 5~ 500ng /mL, 检出限为 1 4ng /mL。丁力等 用常规荧光分析法 直接测定了大气飘尘中苯并 ( a) 芘的含量。但由 于自身发荧光的化合物为数不多 , 因而该方法在环 境分析应用较少, 仅用来测定一些芳香类化合物。 本文用荧光法研究了土壤中多环芳烃的总体特 征光谱; 以多环芳烃蒽作参比来估测土壤中多环芳 烃的相对 含量 1 实验部分 1 1 仪器与试剂 Perkin E l m er LS55 lu m in ecsence spectrom e ter ( 美国 PE 公司 ) ; GG17 旋转蒸发仪 (上海申生科 技有限公司 )。 萘、蒽和芘标样 (上海泉岛公司 )。萘、蒽和 芘储备液 : 准确称取 0 02g 萘、蒽和芘, 再用甲醇 定容到 100m l容 量瓶中, 配成 200 g /mL 储备 液, 避光低温存放。其它试剂均为分析纯, 水为 2 次重 蒸水。 1 2 样品采集和索氏提取 土样采样点位于南充市郊的炼油厂附近。根据 地形 , 按梅花形 法布设 4 个 采样区 , 取表 层 0 ~ 30cm 土壤 , 4 个样区的采样点数分别为 6 、9 、 13 和 8 。整个样区 范围约 4km 。土样在野外 均匀混 合, 并根据距炼油厂由近至远依次标签为土 样 I 、 、 、和 。混合样品带回实验室, 在室温条件 91 下阴干 4 ~ 5d , 研磨至 180um, 过 80 目筛 , 低温
图 1 蒽的励磁和发射光谱
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量土壤中 多环芳烃的总的含量 的
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。对土壤 提取液
2 2 精密度 取浓度为 2 05 g /m L 的蒽和土壤提取液 描。精密度实验结果如表 1 。
表 1 荧光扫描的精密度 成分 2 05 g /mL 蒽 土壤提取液 荧光强度 / a u 524 79 523 68 343 09 343 31 524 09 525 11 345 61 347 95 ( n= 6) 523 04 523 97 342 19 347 78 平均值 R SD ( % )
史兵方
1996 , 16
Ber m ejo M artin
Lazaro A J S en sitive spectrofluorm i etric deter m inat ion of 3 , 3, 4 , 4 - tetrach lorob iphenyl u sing a neutral m icellar med ium [ J] Ch m i A cta, 1994 , 290 ( 1) 丁力 , 王耐芬 [ a] 芘 [ J] [ 5] [ 6] [ 7] 量 [ J] 孙国 珍 1990 SanderM, S ivertsen, S, S cott G O rigin and d istribut ion of pol ycycl ic arom atic hydrocarbon s in surficial sed i m ents from th e Sa vannah R iver [ J] ( 8) A rch Environ Con tam T oxico, l 2002 , 43 张海容 , 宋浩斌 直接扫 描荧光 法定量 分析大 气飘尘 中苯并 分析化学 , 1989, 11 ( 5) 荧光 法测定 香烟烟 气中总 的多环 芳烃含 2004, 21 ( 6) 北 京: 北 京 科 学 出 版 社, A nal
试样各 6 份 , 在相同仪器条件下 , 进行常规荧光扫
2 3 土壤提取的 PAH s样品的总体特征荧光光谱 92
荧光法测定土壤中总的多环芳烃含量 3 结论 实验结果表明, 使用常规荧光法 , 对土壤中多 环芳烃的总含量计算时, 结果误差大。但可以用来 评价不同土壤的 PAH s的相对污染程度, 只需要对 样品进行简单的预处理。并且该方法简单、快速。 以多环芳烃蒽作参比 , 测得土壤中的多环芳烃的测 量浓度均 > 1 0 g / g , 表明土壤污染已比较严重地 影响了该地区的农田土壤环境质量、农产品的生态 安全。该方法也可用于其它环境样品中 PAH s 总量 的快速测定 , 为环境中 PAH s 的综合污染防治提供 参考数据。
环境科学导刊
第 26 卷
第 4期
2007 年 8 月 依次对土壤提取液 在激发波长为 358nm 进行 常规荧光扫描 , 它们的总体特征荧光发射光谱见图 2 。它 们 的 发 射 光 谱 图 的 最 大 吸 收 峰 在 414 ~ 438nm。根据相对荧光强度与浓度的关系: 相对荧 光强度的数据大小不同 , 说明被测物中多环芳烃的 含量是不同的 。因此, 由图 2 可知, 土壤中的多 环芳烃的含量依次为 : 土壤提取液 I> 土壤提取液 > 土壤提取液 > 土壤提取液 。可见, 距离污 染源越远 , 土壤中的多环芳烃的含量越少; 距离污 染源越近 , 土壤中多环芳烃的污染也就越严重。研 究表明, 使用常规荧光法能对土壤中多环芳烃相对 污染程度做出简单、快捷的相对评价。
分别进行荧光 扫描, 读取的 数据和计算结 果如表 2 。被测土壤中 的多环 芳烃的 测量浓 度为 1 01 ~ 1 65 g / g , 说明该地区的土壤受 PAH s污染已相当 严重。
表 2 土壤中 PAH s的浓度 试样 524 11 344 99 2 5 土壤提取液 1 8 土壤提取液 土壤提取液 土壤提取液 ex / em ( nm ) 358 / 429 359 / 412 358 / 436 358 / 439 荧光强度 /a u 417 83 401 67 343 63 258 14 土壤中所含 PAH s量 ( g / g) 1 65 g 1 58 g 1 35 g 1 01 g
光谱实验室 ,
荧 光 分 析 法 [M ]
张文伟 , 杨梅 , 李晓辉 , 等
D eterm ination of Total Polycyclic A rom atic H ydrocarbons in Soil by F lurescence
SH I B ing - fang, YANG X iu - pe, i TANG Jing, CA I Duo- chang ( X ihua Norm al Un iv ersity, Nanchong S ichuan 637002 Ch in a) Abstract : F luorescence detection m ethod has been used to analyze overall spectra feather of polycyclic arom atic hydrocarbons ( PAH s) . M eanwh ile , anthrancene w as taken as re ference to ana ly ze relative content of PAH s in the soil sam ples . The calib rat io n curve linear range of anthracene w as 0 ~ 2 0 g /m , l co rre la tiv e coeff icient w as 0 9996 , li m it of detect io n w as 0 61 g /g and the to tal concentra tio n o f PAH s in the so il sam ples w as m ore th an 2 61 g / g. K ey w ord s : f lu rescence ; so i;l po ly cyc lic arom atic hydrocarbons; anthrancene ; deter
图 2 不同土壤样品的荧光光谱特征
2 4 土壤中 PAH s的含量测定 不同土壤中相当于多环芳烃 ( 蒽 ) 的量由 m = VC 换算 , 式中 m 为 土壤中所 含多环 芳烃 的量 ( g) , V 为测定样品溶液的体积 ( m l); C 为校准 曲线相 应 的最 大荧 光 强度 计 算得 到 的 蒽的 浓 度 ( g /m l) 。由图 2可知, 在发射波长为 403nm 和在 各土壤提取液的最大吸收波长时的测量结果的变化 趋势是一致的。因此, 我们选用最大荧光强度来测
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保存。依次 精确称取 10g 土研 磨样品 , 各加入约 2g 无水 N a2 SO 4, 混合均匀, 用滤纸包好放到索氏 提取装置中。该装置连有 100m l的圆底烧瓶, 装有 丙酮和 正己烷 混合溶 剂 ( 体 积比为 1 1) 。恒温 60 , 索氏提取 32h 。提取液分别用旋转蒸发仪浓 缩至近干 , 用 甲醇溶解定容 至 25m l的容 量瓶中 , 并根据距炼油厂由近至远依次标签 为土壤提取液 、 I 、 和 , 低温 ( 4 ) 保存 , 备用。 1 3 测定方法 试液倒入石英液池, 置于仪器样品室 , 设置仪 器扫描参数 : 激发和发射单色仪狭缝带通宽度均为 5n m, 扫描速度 1200nm /m in。用常规荧光法测定。 2 结果与讨论 2 1 多环芳烃蒽的荧光光谱及检出限量 扫描蒽的激发和发射光谱, 结果如图 1所示。将 蒽储备液稀释成不同浓度, 在激发和发射波长分别为 358nm 和 425nm 的荧光条下进行常规荧光扫描, 在其 常规荧光发射光谱的发射波长为 425n m 处分别读取蒽 的常规荧光峰的荧光强度, 而后绘制工作曲线, 结果 线性关系良好。蒽在 0~ 2 0 g /mL 范围内呈线性关 系, 线性方程为 y= 9 97+ 618 48x , 相关系数为 R = 0 9996 。检测限为 0 61ng /mL ( S /N= 3)。
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多环芳烃 ( PAH s) 是指两个或两个以上的苯 环以稠环和非稠环形式相连接的、具有强烈的毒性 致癌、致畸变和致突变性的化合物。人类活动和 化石燃料的燃烧是环境中多环芳烃的主要来源 ; 石 油开采、石化产品的生产过程和运输中的泄漏是环 [ 1] 境中多环芳烃的另一 来源 。被大 气颗粒物吸附 的多环芳烃也可通过沉降、吸附和沉积作用进入土 壤的不同部位, 通过生物链进入生态系统 , 从而危 害着人类健康和整个生态系统的安全。 美国环保局 ( USEPA ) 于 20 世纪 80 年代就将 16 种未带分支的多环芳烃列入了环境优先污染物 的黑名单。早在 16 世纪人们就观察到了荧光现象。 20 世纪以来 , 特别是近 几十年, 荧光现象在理论 和实际应用方面都取得了很大进展, 并建立了荧光 分析方法。荧光分析 法是通过测量 样品的荧光强 度 , 用于定量测定许多无机物和有机物, 而又具有 灵敏度高、选择性强、试样的量少和方法简单等特 点的一种很有用的分析手段。直接荧光测定法是利 用物质自身发射的荧光进行定量测定。分子自身产 生荧光必须具备两个条件 : 一是该物质必须具有与 所照射光线相同频率的吸收结构, 二是吸收了与其 本身特征频率相同的能量之后 , 必须具有一定的荧 光量子产率。直接荧光测定法是荧光分析中最简便 易行的方法, 张文伟等
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, 试图对土 壤中多环芳烃 污染程
度的评价和控制提供一种便捷的方法。
根据邻羟 基苯甲酸和苯
酚各自不同的荧光性质, 成功地用荧光分析法测定
收稿日期 : 2007 - 02- 12 基金项目 : 四川 省科技 厅应用 基础 重点 项目 ( 2006J13- 058 ) ; 四川省教育厅重点项目 ( 2005A 108) 。 作者简介 : 史兵方 ( 1974- ) , 硕士研究 生, 主要从事环境 污染 物监测及控制研究。
环境科学导刊
2007 , 26 ( 4): 91- 93
CN53- 1205 /X
ISSN1673- 9655
荧光法测定土壤中总的多环芳烃含量
史兵方, 杨秀培, 唐 婧, 蔡铎昌 南充 637002) (西华师范大学化学化工学院, 四川 摘
要 : 用常规荧光法分析了土壤中多环芳烃总体特征光谱 , 同时以多环芳烃蒽作参比, 定量估测了
多环芳烃在土壤中的含量。 蒽的线性范围 0~ 2 0 g /mL, 相关系数 0 9996 , 检测限 0 61ng /mL; 测得土 壤中的多环芳烃的测量浓度均 > 1 01 g / g 。 关键词 : 荧光法 ; 土壤; 多环芳烃; 蒽; 测定 中图分类号 : X83 文献标识码 : A 文章编号: 1673- 9655 ( 2007) 04- 0091- 03 了环境水样中邻羟基苯甲酸和苯酚混合物的含量, 在 p H = 11 时测定邻羟基苯甲酸, 在 pH = 6 时测定 苯酚 , 检出限分别为 314ng /mL 和 410ng /mL。 H er nandez 等
参考文献 : [ 1] 高学晟, 姜霞 , 区自清 应用生态学报 , [ 2] 多环芳烃 在土壤中 的行为 [ J] 荧光 光度法 直接 测定环 境水 2002, 13 ( 4) [ 4] [ 3] 中的邻 羟 基苯 甲酸 和 苯酚 [ J ] ( 5) H ernandez G arcia , J , Betancort Rod riguez J R, 光谱 实验 室 ,