土壤中PAHs检测的前处理净化步骤怎样去除基质干扰物

液-液萃取中的洗涤步骤：初步分离极性与非极性干扰

液-液萃取（LLE）是土壤PAHs提取的经典方法，通过非极性溶剂（如正己烷、二氯甲烷）溶解PAHs，但会带出部分基质干扰物。为初步净化，需通过洗涤分离极性与非极性组分。例如，用正己烷萃取后，加入等体积去离子水振荡，水溶性干扰物（如硝酸盐、小分子有机酸）会进入水相，静置分层后弃去水相即可。

对于脂肪、不饱和烃等非极性干扰物，酸洗涤是有效手段。向萃取液中加入1/5体积的浓硫酸，剧烈振荡1分钟，浓硫酸会与不饱和烃发生磺化反应生成极性磺酸酯，脂肪则被脱水碳化形成絮状沉淀。静置分层后弃去下层酸相，再用去离子水洗涤2-3次去除残留硫酸。此步骤可去除90%以上的脂肪干扰，且PAHs作为稳定芳香烃不会与浓硫酸反应。

若样品含碱性干扰物（如胺类、碱性矿物质），可用碱洗涤法。比如用5%氢氧化钠溶液振荡萃取液，碱性干扰物会与NaOH反应生成水溶性盐进入水相。需注意，碱洗涤后要用去离子水调节pH至中性，避免后续色谱柱效下降。

柱层析净化：吸附剂的极性选择性分离

柱层析是土壤PAHs净化的“黄金标准”，通过吸附剂的极性差异分离目标物与干扰物。硅胶是常用极性吸附剂，其表面硅羟基可与极性干扰物（如醇类、羧酸）形成氢键，而PAHs作为非极性物质不会被吸附，可被非极性洗脱剂（如正己烷）带出。

操作时，先将硅胶在130℃活化4小时去除表面水分，装入20cm长、1cm内径的玻璃柱（装填高度15cm，柱底垫玻璃棉）。将萃取液浓缩至1mL，用正己烷稀释至5mL后缓慢注柱，待样品完全渗入硅胶，用正己烷以1滴/秒的流速洗脱，收集前10mL洗脱液（约3倍柱体积）。此时极性干扰物会被硅胶吸附在柱上端形成深色带，PAHs随洗脱液流出。

针对石油污染土壤的蜡质干扰，可在硅胶柱中添加氧化铝（1:1混合）。氧化铝是碱性吸附剂，能进一步吸附蜡质中的游离脂肪酸，增强净化效果。若样品含色素（如叶绿素），可在柱顶加0.5cm厚活性炭，利用其强吸附性捕获色素分子。

固相萃取（SPE）：小柱填料的靶向净化

固相萃取（SPE）通过小柱填充剂选择性吸附目标物或干扰物，减少溶剂使用。针对土壤PAHs，常用反相柱（C18）、极性柱（Florisil）和PAHs专用柱。

以C18 SPE柱为例：先用5mL甲醇活化填料，再用5mL去离子水平衡；将浓缩样品用50%甲醇水溶液稀释至10mL，以1mL/min流速注柱，PAHs（非极性）会被C18吸附，极性干扰物（如糖类）随流动相流出；接着用5mL去离子水淋洗残留水溶性干扰，最后用5mL乙腈洗脱PAHs，收集洗脱液浓缩至1mL待检测。

对于油田周边土壤的脂肪干扰，Florisil SPE柱更合适。Florisil是极性吸附剂，能吸附脂肪中的极性组分（如游离脂肪酸），而PAHs可被正己烷洗脱。此方法洗脱液体积仅需3mL，比柱层析节省70%溶剂，净化时间缩短至30分钟内。

凝胶渗透色谱（GPC）：分子大小的物理筛分

凝胶渗透色谱（GPC）利用分子筛效应，根据分子大小分离物质，适合高腐殖质土壤（如森林、农田土壤）。腐殖质分子量>1000，会先从柱中流出；PAHs分子量128-300，保留时间更长，从而实现分离。

GPC柱填料为聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物（PS-DVB），流动相用甲苯-环己烷（1:1）。操作前用聚苯乙烯标样校准，确定PAHs馏分范围（通常15-25分钟，大分子干扰物5-15分钟流出）。

样品处理：将萃取液浓缩至5mL过滤后注入GPC仪，收集15-25分钟的洗脱液，用氮气浓缩至1mL去除甲苯。GPC无需酸碱或吸附剂，避免目标物损失，但设备成本高，柱填料每处理50个样品需更换一次。

QuEChERS方法：简化流程中的基质分散净化

QuEChERS以“快速、低成本”著称，核心是“基质固相分散”——用乙腈提取PAHs后，加入吸附剂与干扰物结合，离心去除。针对土壤，常用吸附剂有PSA（去除极性有机酸）、C18（去除脂肪）和GCB（去除色素）。

具体操作：称5g过100目筛的土壤于50mL离心管，加10mL乙腈振荡10分钟提取；加入4g无水硫酸镁（吸水）和1g氯化钠（促进分层），振荡1分钟后离心5分钟（5000rpm）；取5mL上清液于15mL离心管，加0.5g PSA、0.5g C18和0.1g GCB，振荡1分钟后离心；取上清液过0.22μm有机滤膜，直接用于GC-MS分析。

需根据土壤类型调整吸附剂比例：腐殖质高的农田土壤，GCB用量增至0.2g增强色素去除；油田土壤脂肪多，C18增至1g；盐碱地水溶性盐多，PSA增至1g。此方法净化效率85%以上，每个样品成本2-3元，适合批量快速筛查。