土壤检测中总石油烃类污染物的实验室检测方法

总石油烃（TPH）是土壤中典型有机污染物，源于石油开采、运输及工业排放，组分涵盖C10-C40的烷烃、芳烃等，会破坏土壤结构、抑制微生物活性，甚至通过食物链累积危害人体健康。准确检测土壤TPH含量是污染评估与修复的核心前提，实验室检测因规范性、准确性高，成为行业主流技术路径。本文系统梳理土壤TPH实验室检测的样品处理、提取净化、定量分析及质量控制细节，为从业者提供可落地的操作指南。

土壤TPH检测的样品采集与预处理

土壤样品采集需遵循《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166），布点覆盖污染区（如油井周边、加油站渗漏区）及500米外对照区，常用网格法（污染均匀区）或梅花点法（污染点源区）。采样深度依污染类型调整：原油污染取0-60cm深层土，汽油柴油污染取0-30cm表层土，每点采集约500g样品，混合后取1kg装入棕色玻璃瓶，4℃冷藏保存（避免轻组分挥发）。

实验室预处理时，样品铺成2cm薄层自然风干（忌阳光直射或加热），待含水量降至10%以下，用玛瑙研钵研磨，过2mm尼龙筛去除石块、根系等杂质，再用四分法缩分至50g，装入密封袋备用。需注意，若样品含高挥发性组分（如汽油），应改用冷冻干燥法，防止TPH损失。

土壤TPH的常用提取方法及操作细节

索氏提取是经典的高回收率方法：称取10g风干样品，加5g无水硫酸钠（去除土壤水分），装入滤纸筒（避免样品漏出），放入索氏提取器，加入100mL二氯甲烷-正己烷混合溶剂（1:1，极性适配TPH），回流6-8小时（溶剂每小时循环3-4次），冷却后用旋转蒸发仪浓缩至1-2mL（温度≤40℃，防止溶剂沸腾）。该法提取效率可达90%以上，但耗时久，适合高精度检测。

超声提取是快速替代方案：称5g样品加20mL丙酮-正己烷（1:1），置于超声清洗器（功率200W，频率40kHz）中超声30min，期间每隔10min摇晃一次，促进土壤颗粒分散；3000rpm离心10min取上清液，重复提取2次，合并上清液浓缩至5mL。优点是耗时仅1小时，但提取效率受超声时间、温度影响，需预实验优化（如25℃下超声40min可提高10%回收率）。

加速溶剂提取（ASE）是高效技术：称2g样品与3g硅藻土混合（分散土壤颗粒），装入10mL萃取池，选择二氯甲烷为溶剂，设置温度100℃、压力1500psi，静态提取5min，循环2次，收集提取液。该法溶剂用量仅10mL，提取时间30min，效率达95%以上，但设备成本高（约10万元），适合批量样品检测。

提取液的净化技术与杂质去除要点

提取液含脂类、腐殖质、色素等杂质，需净化后定量。硅胶柱净化是最常用方法：取5g硅胶（130℃烘4小时活化，冷却至室温），装入1cm×30cm玻璃柱（底部垫玻璃棉），上层铺1cm无水硫酸钠（除水），用10mL正己烷预淋洗（润湿硅胶，防止提取液吸附），再加入浓缩后的提取液，用30mL正己烷-二氯甲烷混合溶剂（9:1）洗脱，流速控制在1-2滴/秒（确保杂质与TPH分离）。

若提取液色素较多（如腐殖土样品），可在硅胶柱中加入1g中性氧化铝（600℃烘4小时活化），增强脱色效果；若含极性杂质（如有机酸），需将硅胶替换为弗罗里硅土（650℃烘4小时），用正己烷-乙醚（95:5）洗脱，去除极性组分。

净化后需用旋转蒸发仪浓缩至1mL（温度≤40℃），避免TPH挥发。若浓缩后有残留水分，加少量无水硫酸钠振荡10min，过滤去除。

气相色谱法（GC-FID）的定量分析流程

GC-FID是TPH定量的金标准，原理是气相色谱柱分离TPH各组分，氢火焰离子化检测器（FID）检测碳氢化合物的响应值，与浓度成正比。色谱柱选HP-5毛细管柱（30m×0.32mm×0.25μm，非极性，适配C10-C40范围），柱温程序：初始50℃保持2min，以10℃/min升至300℃，保持10min（确保重组分完全流出）。

标准曲线配制：用正十六烷-正三十烷混合标准品，配制成0、50、100、200、500mg/L的系列溶液，进样1μL（分流比10:1），绘制峰面积与浓度的线性曲线（要求r≥0.999）。样品分析：净化后的提取液加内标物（如正二十烷，浓度100mg/L），进样1μL，用内标法计算浓度（抵消进样量误差）。

操作注意：进样口温度设280℃（防止样品冷凝），检测器温度320℃（确保FID火焰稳定）；载气用高纯氮气（纯度≥99.999%），流速1mL/min；氢气流量30mL/min、空气流量300mL/min，火焰呈蓝色（若发红需调整空气流量）。

红外分光光度法（IR）的应用与注意事项

IR是快速筛查方法，利用TPH中CH键的特征红外吸收（2930cm⁻¹：CH₂不对称伸缩；2850cm⁻¹：CH₂对称伸缩；1460cm⁻¹：CH₂弯曲）定量。操作步骤：提取液浓缩至10mL，以光谱纯正己烷为空白，用红外分光光度计在2800-3000cm⁻¹范围内扫描，记录吸光度，查标准曲线得浓度（标准曲线用正十六烷配制，范围0-100mg/L）。

需注意，溶剂需用光谱纯（避免痕量烃类干扰），提取液需加无水硫酸钠除水（水在3400cm⁻¹的吸收会掩盖CH键峰）；若样品含动植物油脂（如农田土壤），需先皂化：加5mL 0.5mol/L KOH乙醇溶液，加热回流30min，使脂类转化为水溶性肥皂，正己烷萃取后去除水相，消除干扰。

IR的优点是快速（每样5分钟）、成本低（无需色谱柱），但无法区分TPH组分（如烷烃与芳烃），适合初步筛查；检出限约1.0mg/kg，低于GC-FID（0.5mg/kg），但准确性满足土壤污染筛选值要求（如GB 36600-2018中建设用地TPH筛选值为4500mg/kg）。

检测过程中的干扰因素及消除策略

土壤中常见干扰包括：1. 动植物油脂：通过皂化法消除；2. 芳烃（如苯、甲苯）：用弗罗里硅土柱净化，正己烷洗脱TPH（烷烃），芳烃留在柱上；3. 腐殖质：用氧化铝柱脱色；4. 无机盐（如氯化钠）：提取前加10%水湿润土壤，释放吸附的TPH；5. 试剂污染：溶剂需重蒸（二氯甲烷沸点40℃，正己烷69℃），器皿用铬酸洗液浸泡24小时，蒸馏水冲洗后烘干（105℃，2小时）。

若GC-FID检测中出现峰拖尾，可能是进样口衬管污染，需每周更换衬管（或用丙酮超声清洗）；若峰分裂，可能是色谱柱老化，需截去柱前端10cm（或更换新柱）；若IR吸光度异常高，需检查样品是否稀释（浓度超出线性范围）或溶剂是否污染（空白吸光度应≤0.01）。

实验室质量控制的关键环节

空白试验：用石英砂代替样品，按相同步骤操作，空白值需低于方法检出限（GC-FID≤0.5mg/kg，IR≤1.0mg/kg），否则更换溶剂或清洗器皿；回收率试验：向空白土壤加100mg/kg TPH标准品，计算回收率（要求70%-120%），若回收率低（如<70%），需延长索氏提取时间（或增加超声功率）；平行样测定：每批样品做2个平行样，相对偏差≤10%（如样品浓度为100mg/kg，平行样结果应在90-110mg/kg之间），偏差过大需重新提取。

标准曲线需每批样品重新绘制（避免色谱柱老化或检测器灵敏度变化），线性相关系数r≥0.999；仪器校准：GC-FID每周用标准气（甲烷）校准检测器响应，IR每月用聚苯乙烯膜校准波长（2926cm⁻¹、1601cm⁻¹、1028cm⁻¹）；人员资质：操作人员需持《检验检测机构资质认定》（CMA）培训证书，严格按标准方法操作（如HJ 1021-2019《土壤和沉积物 石油烃（C10-C40）的测定 气相色谱法》）。