酚类化合物是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物，主要来源于各种直接污染，某些有机物在环境中的降解和代谢也会产生酚类化合物。酚类化合物通过各种途径进入土壤后，会被吸附残留在土壤中，引起土壤环境的生态变异或破坏生态系统的物质平衡，导致农作物减产、品质下降，在一定条件下，被土壤吸附累积的酚类化合物还会重新释放出来，成为二次污染源，最终残留在土壤中的酚类化合物会通过食物链的富集作用影响到人类健康。美国、加拿大等国家对土壤中酚类化合物均有控制标准，我国也先后发布了相关标准，控制的酚类化合物主要有苯酚、甲酚类、氯酚类和硝基酚等。

     酚类化合物由于极性较强，在土壤基质中会受到氢键、偶极作用力的影响，提取难度较大，提取方法主要有索氏提取法、微波提取法、超声萃取法和加压流体萃取法（加速溶剂萃取法）。其中索氏提取法溶剂消耗量较大，提取时间较长；而加速溶剂萃取法和微波提取法操作简便、提取高效、节省溶剂，但使用微波提取法时，萃取液需要手动过滤样品残渣后才能进行下一步，而加速溶剂萃取仪的萃取罐带有筛板，直接收集萃取液无需过滤，简化了试验步骤。因此，研究人员选用加速溶剂萃取法进行酚类化合物的提取。目前酚类化合物的分析方法主要有气相色谱法、液相色谱法和色谱-质谱联用法，因气相色谱法、液相色谱法对于多种化合物的分析定性能力较差，考虑到方法的灵敏度与准确度，采用加速溶剂萃取联合凝胶色谱净化-气相色谱-质谱法测定土壤中21种酚类化合物的含量。

1、  试验方法

     取研细过筛后的土壤样品，保证样品含水率为15%~20%，加入硅藻土混合均匀并研磨，置于萃取罐中，在系统压力10MPa、萃取温度120℃、加热平衡时间3min、静态萃取时间6min、冲洗体积60%、氮气吹扫60s、循环2次、萃取溶剂为体积比2∶1的二氯甲烷-正己烷混合溶液的条件下进行加速溶剂萃取。萃取液经装有无水硫酸钠的漏斗脱水，再用二氯甲烷充分淋洗无水硫酸钠，合并全部有机相，置于旋转蒸发仪中，在相应的实验条件下，通过凝胶色谱进行净化，收集9~18min的流出液，将收集液置于旋转蒸发仪中，浓缩至1mL，按照仪器工作条件进行测定。

2、  结果与讨论

2.1 色谱行为

     按照仪器工作条件测定10.0mg·L−1 混合标准溶液，所得色谱图见图1。

2.2 萃取条件的选择

     试验以加标土壤样品为研究对象，考察了萃取条件包括萃取温度、萃取溶剂、样品含水率，对21种酚类化合物回收率的影响，结果见表1。

表1 萃取条件对酚类化合物回收率的影响

     结果表明：样品含水率对萃取效率的影响最大，因此在试验前，应调节土壤含水率。萃取溶剂和样品含水率不变，分析萃取温度对回收率的影响。之后保持萃取温度不变，分析样品含水率对回收率的影响，根据试验结果，选择的萃取条件如下：含水率为15%~20%的新鲜土壤，萃取温度为120℃，萃取溶剂为体积比2∶1的二氯甲烷-正己烷混合溶液。

2.3 净化方法的选择

     试验以加标土壤样品为研究对象，考察了不同净化方法（固相萃取、液液萃取、凝胶色谱）对21种酚类化合物回收率的影响，结果见表2。

表2 净化方法对酚类化合物回收率的影响

     结果表明：采用凝胶色谱净化与液液萃取净化时，21种酚类化合物的回收率基本相当，都略高于固相萃取净化的回收率，从净化效果来说，凝胶色谱净化与液液萃取净化都是通过分子筛和酸碱分配的方式除去全部油脂类干扰物和部分色素，但固相萃取净化必须使用极性较强的溶剂洗脱固相萃取柱才能保证回收率，由于酚类化合物的极性较强，大部分干扰物无法与酚类化合物分离，净化效果较差。对比凝胶色谱净化和液液萃取净化，后者需要反复调节溶液酸度，同时采用振摇的方式进行萃取，步骤繁琐，且会经常出现乳化现象导致结果准确度和精密度不高，而凝胶色谱净化采用自动化方式，基于色谱分离的原理，操作简便，具有良好的稳定性和重现性。因此，试验选择凝胶色谱进行净化。

2.4 标准曲线和检出限

     按照仪器工作条件测定混合标准溶液系列，以各酚类化合物的质量浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果表明，各酚类化合物的质量浓度在2.50~50.0mg·L−1内与对应的峰面积呈线性关系，线性回归方程和相关系数见表 3。

表3 线性参数和检出限

     按照HJ 168—2020《环境监测分析方法标准制订技术导则》规定计算检出限，结果见表3。结果表明，各酚类化合物的检出限为0.02~ 0.07mg·kg−1，满足土壤中酚类化合物的测定要求。

2.5 精密度和回收试验

     按照试验方法对空白土壤进行低、中、高等3个浓度水平的加标回收试验，每个浓度水平平行制备6份，计算回收率和测定值的相对标准偏差（RSD），结果见表4。

表4 精密度和回收试验结果(n=6)

    由表4可知，21种酚类化合物的回收率为73.4%~107%，测定值的RSD为3.7%~17%，低于国家标准 HJ 703— 2014《土壤和沉积物 酚类化合物的测定气相色谱法》要求，满足土壤中酚类化合物的测定要求。

2.6 样品分析

     按照 GB/T 36197—2018《土壤质量 土壤采样技术指南》在北京某工业园区不同点位采集2份土壤样品，按照试验方法进行制备并测定，结果显示21种酚类化合物均未检出。按照试验方法对同一种土壤质控样品平行制备2份并测定，计算相对误差，结果见表5。

表5 土壤质控样品分析结果

     由表5可知，土壤质控样品中21种酚类化合物的测定值均在认定值的不确定度范围内，测定值的相对误差的绝对值均不大于25%，低于国家标准 HJ 703—2014 中30%以内的要求，说明本方法对土壤样品检测的适用性良好。

3、 试验结论

      研究人员采用加速溶剂萃取联合凝胶色谱净化-气相色谱-质谱法测定土壤中21种酚类化合物的含量，通过对萃取溶剂、萃取温度的选择，以及对土壤样品含水率的控制，提高了酚类化合物的萃取效率。本方法全程使用自动化仪器，高效快捷，对分析人员伤害小，并且具有良好的精密度及准确度，可为土壤中酚类化合物的检测提供方法参考。

作者：张雪晶1，胡月琪2，3，焦健4

单位：1. 北京市顺义区生态环境监测站；

2. 北京市生态环境监测中心；

3. 大气颗粒物监测技术北京市重点实验室；

4. 北京莱伯泰科仪器股份有限公司

来源：《理化检验-化学分册》2024年第11期