水中的PAHs检测前处理过程中怎样有效去除干扰物质

PAHs（多环芳烃）是水环境中典型的持久性有机污染物，具有强致癌性与生物累积性，其准确检测是保障饮用水安全与水环境质量的关键。然而，水中PAHs浓度通常低至ng/L级，且基质复杂——含腐殖酸、表面活性剂、油脂、无机盐等干扰物质，会干扰仪器对PAHs的识别与定量。因此，前处理过程中有效去除干扰是PAHs检测的核心环节，需结合干扰物质的理化性质，通过针对性方法实现分离。

样品采集与保存：从源头减少干扰引入

干扰控制需从样品采集开始。首先，容器选择需避免塑料（如聚乙烯）——塑料中的增塑剂（如邻苯二甲酸酯）会溶出，干扰PAHs检测，应使用硼硅玻璃容器，并用丙酮、二氯甲烷依次清洗晾干。采集时，需取表层以下20-30cm的水样，避免漂浮油脂、颗粒物污染；采集工具（如采样瓶、导管）需用待测水样润洗3次，防止交叉污染。

保存环节需抑制干扰变化：加盐酸或硫酸将水样pH调至2以下，可抑制微生物对PAHs的降解；置于4℃冰箱冷藏，避免温度升高导致PAHs挥发。若无法及时处理，样品需在7天内完成前处理，防止基质中的干扰物质（如腐殖酸）进一步与PAHs结合，增加分离难度。

液液萃取：通过溶剂与操作优化去除亲水性干扰

液液萃取是传统前处理方法，核心是利用PAHs的脂溶性（logKow>4）选择溶剂。常用二氯甲烷-正己烷混合溶剂（体积比1:1）——二氯甲烷的极性匹配PAHs，正己烷可降低水相溶解度，提升萃取效率。针对亲水性干扰（如腐殖酸），需调节pH：酸性条件下（pH<2）腐殖酸会失去电荷，从溶解态转为沉淀，减少其进入有机相。

操作细节需控制：振荡强度以“溶剂与水样充分混合但不产生大量泡沫”为宜，时间10-15分钟——过度振荡易导致乳化，使水相中的无机盐、低分子有机物包裹进有机相。若出现乳化，可加入5%（质量体积比）氯化钠破乳，或3000rpm离心5分钟分层，取上层有机相时需避免带入水相。

固相萃取（SPE）：利用吸附剂选择性分离干扰

固相萃取（SPE）因富集倍数高、溶剂用量少，已成为主流方法。其干扰去除的关键是吸附剂的选择性——C18（十八烷基硅烷）吸附剂通过疏水作用保留非极性PAHs，而亲水性干扰（如无机盐、低分子醇）不被保留，随淋洗液流出。

操作步骤需优化：柱子活化用甲醇（极性溶剂）润湿C18，确保吸附位点开放；上样流速控制在1-5ml/min，过快会导致PAHs未充分吸附，过慢则效率低；淋洗是去除干扰的核心——用5-10ml 5%甲醇水溶液淋洗，可去除共吸附的腐殖酸碎片、无机盐；洗脱用二氯甲烷-正己烷混合液（1:1），确保PAHs完全洗脱，且不带出已去除的干扰。

针对复杂基质（如污水），可选择C18与硅胶复合吸附剂，增强对极性干扰的去除能力；柱子容量需匹配水样体积（如1g C18柱对应1-2L水样），避免过载导致PAHs泄漏。

净化步骤：针对性去除共萃取的有机干扰

液液萃取或SPE后，有机相中仍可能含共萃取的有机干扰（如脂肪酸、酯类），需通过净化进一步分离。硅胶柱净化是常用方法：硅胶经120℃活化4小时，装柱后用正己烷平衡，浓缩后的有机相上样后，用正己烷淋洗——极性干扰（如脂肪酸）被硅胶吸附，PAHs随正己烷流出。

若需去除酸性干扰（如腐殖酸），可用碱性氧化铝柱：碱性氧化铝吸附酸性物质，用正己烷洗脱PAHs；凝胶渗透色谱（GPC）则基于分子大小分离——PAHs分子质量178-302，而腐殖酸（>1000）、油脂（>500）分子更大，通过收集PAHs对应的馏分（保留时间15-25分钟），可完全分离干扰。

净化过程需注意：硅胶柱或氧化铝柱需预先用溶剂平衡，避免样品被稀释；GPC需用标准物质（如芘、苯并[a]芘）校准馏分范围，确保PAHs完全收集。

除水与浓缩：避免水相干扰与浓度误差

有机相中残留的水分会导致GC-MS离子源污染，需用无水硫酸钠除水——无水硫酸钠经600℃灼烧4小时活化，加入有机相后振荡静置30分钟，过滤去除水合物。注意用量以有机相澄清为准，过量不会引入干扰。

浓缩需控制条件：用旋转蒸发仪，温度30-40℃（PAHs沸点高，此温度无挥发损失），转速100-200rpm，浓缩至1ml左右停止——完全蒸干将导致PAHs吸附在容器壁上，造成损失；若需进一步浓缩，用柔和氮气吹至0.5ml，避免强气流带走PAHs。

浓缩后的样品需立即分析，若保存需置于棕色瓶中-20℃冷藏，避免光照降解。

不同基质的特殊处理：针对主要干扰调整方法

不同水环境的基质差异大，需针对性处理。含表面活性剂的水样（如生活污水）：表面活性剂形成胶束包裹PAHs，加硫酸调pH至2以下，破坏胶束结构；或加离子对试剂（如四丁基溴化铵），与表面活性剂形成沉淀过滤。

高腐殖酸水样（如湖泊底泥水）：腐殖酸与PAHs络合，加聚合氯化铝（50-100mg/L）絮凝，静置30分钟后过滤，去除腐殖酸絮体；或用固相微萃取（SPME）直接富集自由态PAHs，避免络合干扰。

含油脂水样（如餐饮废水）：油脂覆盖溶剂表面，先用正己烷预萃取1-2次去除；或冷冻至-20℃，油脂凝固后过滤，取上清液处理。