一种土壤中多环芳烃的检测鉴定方法及试剂盒与流程

[0001]
本发明涉及土壤检测领域，具体涉及一种土壤中多环芳烃的检测鉴定方法及试剂盒。


背景技术：

[0002]
多环芳烃(pahs)是分子中含有2个以上苯环的碳氢化合物，主要由有机化合物的不充分燃烧产生，是一种普遍存在于环境中的污染物，其中，以苯并[a]芘为代表，16种多环芳烃具有致癌、致畸和致突变的效应。pahs可以通过大气沉降、废水排放、工业泄露等多途径进入到环境中，由于其水溶性较差，易于吸附并长期残留在土壤颗粒表面，进而危害土壤生态系统。
[0003]
我国污染场地修复技术整体起步较晚，现场快速检测分析技术更是缺乏。目前国内外对多环芳烃的检测多采用气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法等实验室方法，这些方法需要高精度的检测仪器，空白污染低的检测环境，成本及时间耗费较大，不适合污染场地土壤样品的现场快速鉴定检测。因此针对污染场地多环芳烃污染土样，提供一种简单、快速检测鉴定的方法以解决实际需求甚有必要。


技术实现要素：

[0004]
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的检测土壤中多环芳烃需要的工序复杂、成本过高，检测时间偏长的缺陷，从而提供一种便捷、快速的土壤中多环芳烃的检测鉴定方法
[0005]
本发明要解决的另一个问题是现有检测设备复杂，难于携带且成功昂贵的问题，从而提供一种用于土壤中多环芳烃的检测鉴定的试剂盒。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0007]
本发明公开了一种土壤中多环芳烃的检测鉴定方法，包括如下步骤：
[0008]
s1：标准曲线绘制：将浓硫酸与甲醛溶液配置成甲醛-硫酸溶液，用有机溶剂将含多环芳烃的溶液配制成一系列标准溶液，向一系列标准溶液中分别加入甲醛-硫酸溶液，混合均匀后，在465nm波长下测定吸光度，形成多环芳烃含量与吸光度的标准曲线；
[0009]
s2：土壤样品预处理：用有机溶剂萃取土壤样品中的多环芳烃，并定容，得到土壤萃取液；
[0010]
s3：土壤样品检测：向甲醛-硫酸溶液中加入土壤萃取液，混合均匀后，在465nm波长下测定吸光度，根据所述多环芳烃含量与吸光度的标准曲线计算得知土壤样品中的多环芳烃的浓度。
[0011]
优选地，步骤s1中所述浓硫酸为质量分数98.3％的硫酸溶液，所述甲醛溶液为甲醛质量分数为37％-40％的溶液，所述浓硫酸和甲醛溶液的体积比为1:(0.001-0.1)；
[0012]
所述一系列标准溶液中多环芳烃浓度分别为0.25μg/ml、0.5μg/ml、1μg/ml、2.5μg/ml、5μg/ml、10μg/ml、50μg/ml、100μg/ml。
[0013]
优选地，步骤s1中所述含多环芳烃的溶液中多环芳烃为萘、苊烯、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并菲、苯并[k]荧蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[123-cd]芘、二苯并[ah]蒽和苯并[ghi]苝；
[0014]
所述有机溶剂包括并不限于丙酮、二氯甲烷和氯仿。
[0015]
优选地，所述含多环芳烃的溶液中多环芳烃为萘、苊烯、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并菲、苯并[k]荧蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[123-cd]芘、二苯并[ah]蒽和苯并[ghi]苝的含量均为200μg/ml；
[0016]
每0.1ml的标准溶液中加入4.9ml的甲醛-硫酸溶液。
[0017]
优选地，步骤s2中所述萃取为取土壤样品于试管中，加入丙酮，震荡离心后将上清液移至新的试管中，再用同样的步骤萃取两次，萃取溶液混合后浓缩至溶液量低于1ml后，使用丙酮定容至1ml，得到土壤萃取液；
[0018]
步骤s3中，每0.1ml的土壤萃取液中加入4.9ml的甲醛-硫酸溶液。
[0019]
优选地，步骤s2中所述土壤样品为冻干研磨后过20目标准筛的粉末；
[0020]
每0.1g的土壤样品中每次加入的丙酮为3ml，震荡时间为10-15min，离心时间为3-5min，转速为1500-2500rpm。
[0021]
本发明还公开一种用于土壤中多环芳烃的检测鉴定的试剂盒，包括盒体和设置于所述盒体上且可打开或关闭盒体的盖板，
[0022]
所述盖板内侧贴有供后续计算的多环芳烃显色反应标准曲线图；
[0023]
所述盒体内部包括供压盖塑料离心管放置的第一固定槽；供圆底玻璃离心管放置的第二固定槽，供尖底玻璃试管放置的第三固定槽，供装有丙酮的样品瓶放置的第四固定槽以及放置胶头滴管的滴管架。
[0024]
优选地，所述第一固定槽有十个槽位，所述压盖塑料离心管的容积为10ml，内含4.9ml甲醛溶液和浓硫酸体积比为1:1000的溶液；
[0025]
所述第二固定槽有十个槽位，所述圆底玻璃离心管的容积为10ml；
[0026]
所述第三固定槽有十个槽位，所述尖底玻璃试管容积为10ml，侧壁带有刻度；
[0027]
所述第四固定槽有一个槽位，所述样品瓶容积为120ml；
[0028]
所述滴管架有十个滴管卡位。
[0029]
优选地，所述盖板下方一侧通过铰链和盒体相连接，与其相对的另一侧通过锁扣和盒体相连接。
[0030]
本发明技术方案，具有如下优点：
[0031]
(1)本发明所提供的土壤中多环芳烃的检测鉴定方法，在浓硫酸存在下,苯系物与甲醛反应生成二苯基甲烷聚合体，作为苯系物的多环芳烃在浓硫酸存在下和甲醛反应生成苯基甲烷聚合体，产生颜色变化，会变成墨绿色，由此可以快速鉴定样品内多环芳烃物质的存在，缩短了检测时间。同时在检测前使用紫外分光光度法测量标准溶液的吸光度，预先绘制标准曲线，然后根据待测样品的吸光度，通过标准曲线来计算土壤中多环芳烃浓度，结果误差不高且不需要过多的仪器及操作，降低了成本，可以作为污染场地现场多环芳烃类物质半定量分析方法。
[0032]
(2)本发明所提供的土壤中多环芳烃的检测鉴定方法，拥有较低的检出限，可以检测总多环芳烃浓度为5μg/g以上的土壤，作为快速鉴定和半定量分析方法来说，检测范围
大。
[0033]
(3)本发明的试剂盒携带方便，可一次检测10个样品，且不需要配置气质、液相等其他高端仪器。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]
图1是本发明实施例7中土壤中多环芳烃的检测鉴定试剂盒的俯视图。
[0036]
附图标记：
[0037]
1-盒体；2-盖板；3-铰链；4-锁扣；
[0038]
11-第一固定槽；12-第二固定槽；13-第三固定槽；14-第四固定槽；15-滴管架；
[0039]
21-多环芳烃显色反应标准曲线图。
具体实施方式
[0040]
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
[0041]
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0042]
将不同污染场地的土壤样品1-5冻干研磨后过20目标准筛待用；
[0043]
实施例1-6所使用的甲醛-硫酸溶液是在100ml98.3％的浓硫酸中加入0.1ml甲醛质量分数为40％的甲醛溶液配置而成。
[0044]
实施例1
[0045]
(1)取0.1g土壤样品1于试管中，加入3ml丙酮，震荡10min，2000rpm离心5min后将上清液移至新的试管中，再用同样的步骤萃取两次，萃取溶液混合后使用氮气吹干浓缩至低于1ml，使用丙酮定容至1ml，得到土壤萃取液1；
[0046]
(2)移取0.1ml土壤萃取液1到4.9ml甲醛-硫酸溶液中，混合均匀后，将其转移到比色皿中，在465nm波长下测定吸光度为0.322。
[0047]
实施例2
[0048]
(1)取0.1g土壤样品2于试管中，加入3ml丙酮，震荡15min，1500rpm离心5min后将上清液移至新的试管中，再用同样的步骤萃取两次，萃取溶液混合后使用氮气吹干浓缩至低于1ml，使用丙酮定容至1ml，得到土壤萃取液2；
[0049]
(2)移取0.1ml土壤萃取液2到4.9ml甲醛-硫酸溶液中，混合均匀后，将其转移到比色皿中，在465nm波长下测定吸光度为0.191。
[0050]
实施例3
[0051]
(1)取0.1g土壤样品3于试管中，加入3ml丙酮，震荡13min，2500rpm离心3min后将上清液移至新的试管中，再用同样的步骤萃取两次，萃取溶液混合后使用氮气吹干浓缩至低于1ml，使用丙酮定容至1ml，得到土壤萃取液3；
[0052]
(2)移取0.1ml土壤萃取液3到4.9ml甲醛-硫酸溶液中，混合均匀后，将其转移到比色皿中，在465nm波长下测定吸光度为0.292。
[0053]
实施例4
[0054]
(1)取0.1g土壤样品4于试管中，加入3ml丙酮，震荡10min，2000rpm离心5min后将上清液移至新的试管中，再用同样的步骤萃取两次，萃取溶液混合后使用氮气吹干浓缩至低于1ml，使用丙酮定容至1ml，得到土壤萃取液4；
[0055]
(2)移取0.1ml土壤萃取液4到4.9ml甲醛-硫酸溶液中，混合均匀后，将其转移到比色皿中，在465nm波长下测定吸光度为0.033。
[0056]
实施例5
[0057]
(1)取0.1g土壤样品5于试管中，加入3ml丙酮，震荡13min，2000rpm离心5min后将上清液移至新的试管中，再用同样的步骤萃取两次，萃取溶液混合后使用氮气吹干浓缩至低于1ml，使用丙酮定容至1ml，得到土壤萃取液5；
[0058]
(2)移取0.1ml土壤萃取液5到4.9ml甲醛-硫酸溶液中，混合均匀后，将其转移到比色皿中，在465nm波长下测定吸光度为0.023。
[0059]
实施例6
[0060]
标准曲线绘制：用丙酮稀释萘、苊烯、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并菲、苯并[k]荧蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[123-cd]芘、二苯并[ah]蒽和苯并[ghi]苝各200μg/ml的溶液配成总多环芳烃浓度分别为0.25、0.5、1、2.5、5、10、50、100μg/ml的溶液标准溶液，分别移取不同浓度的0.1ml多环芳烃标准溶液到4.9ml甲醛-浓硫酸溶液中，混合均匀后，将其转移到比色皿中，在465nm波长下测定吸光度，形成标准曲线。
[0061]
表1 多环芳烃显色反应标准曲线
[0062][0063]
由上表可以得到标准曲线y＝0.0077x+0.0093，r2＝0.9982，其中y为吸光度，x为土壤萃取液多环芳烃浓度(μg/ml)。因此实施例1-5中土壤样品内多环芳烃的浓度为：实施
例1:406.1μg/g；实施例2:236.0μg/g，实施例3:367.1μg/g；实施例4:30.8μg/g；实施例5:17.8μg/g。
[0064]
实施例7
[0065]
本发明提供一种用于土壤中多环芳烃的检测鉴定的试剂盒，如图1所示，所述试剂盒包括盖板2和盒体1，所述盖板2下方一侧通过铰链3和盒体1相连接，与其相对的另一侧通过锁扣4和盒体1相连接；所述盖板2内侧贴有供后续计算的多环芳烃显色反应标准曲线图21；由实施例6可得，标准曲线为y＝0.0077x+0.0093，r2＝0.9982，其中y为吸光度，x为土壤萃取液多环芳烃浓度(μg/ml)。
[0066]
所述盒体1内部包括供压盖塑料离心管放置的第一固定槽11，所述第一固定槽11有十个槽位，所述压盖塑料离心管的容积为10ml，内含4.9ml甲醛和浓硫酸体积比为1:1000的溶液；
[0067]
供圆底玻璃离心管放置的第二固定槽12，所述第二固定槽12有十个槽位，所述圆底玻璃离心管的容积为10ml；
[0068]
供尖底玻璃试管放置的第三固定槽13，所述第三固定槽13有十个槽位，所述尖底玻璃试管容积为10ml，侧壁带有刻度；
[0069]
供装有丙酮的样品瓶放置的第四固定槽14，所述第四固定槽14有一个槽位，所述样品瓶容积为120ml；
[0070]
有十个胶头滴管卡位用于放置胶头滴管的滴管架15。
[0071]
试验例
[0072]
使用gc-ms法测量实施例1-5土壤中的多环芳烃浓度：
[0073]
各移取0.1ml土壤萃取液1-5用gc-ms测量，其中gc-ms仪器条件如下：
[0074]
a)hp-5ms ui毛细管色谱柱：30m
×
0.25mm
×
0.25μm。
[0075]
b)程序升温：柱温箱初始温度设为60℃，保持时间2min，以40℃/min升温速率升至210℃，保持3min，再以60℃/min升温至285℃，保持12min。
[0076]
c)辅助加热器：开启，290℃。
[0077]
d)载气：氦气，纯度≥99.999％，流速1ml/min。
[0078]
e)电子轰击源(ei)。
[0079]
f)离子源温度：300℃。
[0080]
g)四极杆温度：150℃。
[0081]
h)质量扫描范围：45amu～450amu。
[0082]
i)溶剂延迟时间：4.5min。
[0083]
j)扫描模式：选择离子扫描(sim)模式。
[0084]
测量结果如下表所示：
[0085]
表2 gc-ms法土壤萃取液中多环芳烃浓度(μg/ml)
[0086]
[0087][0088]
由上表可知，利用gc-ms法可以测得各实施例中土壤样品的多环芳烃浓度为：实施例1:352μg/g；实施例2:307μg/g，实施例3:397μg/g；实施例4:38.8μg/g；实施例5:20.7μg/g。
[0089]
实施例6中使用分光光度法的标准曲线得到的土壤样品中的多环芳烃浓度和本试验例相比，误差为8.2％-23.2％，分光光度法虽然无法检测单个pahs的浓度，但是测定的pahs总浓度与gc-ms法相近。gc-ms对于现场检测环境要求高，不适合在污染场地上使用，而分光光度法操作简单、对现场环境要求低，因此可以作为污染场地中多环芳烃类物质的快速鉴定和半定量方法。
[0090]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。