阅读说明：本技术 一种新型测定复垦土地样品中石油类的方法 (Novel method for determining petroleum in reclaimed land sample ) 是由 赵江华 李忠煜 韩延兵 张明祖 李艳广 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于土壤样品中石油类测定技术领域,公开了一种加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法,采用加速溶剂萃取仪对土壤样品的石油类组分进行提取、浓缩及净化处理,获得待测定提取液；对获得待测定提取液进行固定激发波长激发和测定荧光强度,然后利用标准工作曲线进行土壤样品中石油类浓度计算。本发明采用加速溶剂萃取仪进行土壤样品的提取,有效的对样品中的石油类组分进行了提取,溶剂用量小,提取效率高,仪器自动化；本发明荧光分光光度法的测定既准确又简便,在保证测试结果准确可靠的同时也大大提高了分析测试的效率。(The invention belongs to the technical field of determination of petroleum in soil samples, and discloses a method for determining petroleum in reclaimed land samples by using an accelerated solvent extraction-fluorescence spectrophotometry, wherein an accelerated solvent extractor is used for extracting, concentrating and purifying petroleum components in the soil samples to obtain an extracting solution to be determined; and (3) exciting the obtained extracting solution to be measured by using a fixed excitation wavelength and measuring the fluorescence intensity, and then calculating the concentration of petroleum in the soil sample by using a standard working curve. The soil sample is extracted by adopting the accelerated solvent extractor, so that the petroleum components in the sample are effectively extracted, the solvent consumption is small, the extraction efficiency is high, and the apparatus is automatic; the fluorescence spectrophotometry method of the invention is accurate, simple and convenient, and greatly improves the efficiency of analysis and test while ensuring the accuracy and reliability of the test result.)

一种新型测定复垦土地样品中石油类的方法

技术领域

本发明属于土壤样品中石油类的提取、净化及其测定技术领域，尤其涉及一种加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

随着石油的大量开采和广泛使用，石油类对土壤的污染已成为一个越来越严重的问题。为了判断土壤是否受到石油类的污染，确定其含量是多少，须建立土壤中石油类的前处理与仪器分析方法。

目前针对土壤中有机物的提取方法有以下几种：震荡提取法，提取效率低，溶剂使用量大；索氏提取法，须水浴加热，提取时间长，达12-18个小时，溶剂使用量大，浓缩工作量大；超声提取，提取液混浊，不利于后续净化，超声易造成提取溶剂受热、挥发。

仪器分析方法有以下几种：紫外吸收法，只能测量具有共轭双键的成分和具有n电子的生色基团有机化合物，并且受到杂质干扰严重。非色散红外吸收光度法，仅能检测石油类中直链烷烃或环烷烃，不能检测苯系物，影响了数据的代表性。且萃取、分离等样品预处理工作较为复杂。红外分光光度法，溶剂选择困难且检出限高，对于低含量的样品无法准确测定。气相色谱法，气相色谱-质谱法，前处理方法复杂，仅仅检测样品中的可提取直链烷烃的组分含量，数据统计困难，对石油类的污染物中的重烃和芳烃类无法检测，检测结果不够客观有效的反应样品中的石油类污染。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中，对后续浓缩净化方便的前处理方法溶剂使用量大，提取效率低。

(2)不能够客观反应样品中的石油类含量；而且现有技术提取及测定中，受环境影响大，精密度低，数据计算复杂，并且操作繁琐，不易于推广。

解决上述技术问题的难度：

探索加速溶剂的仪器参数、样品间的污染处理以及净化方法和荧光分光光度法的仪器参数。

解决上述技术问题的意义：

本发明依托国家重点研发计划：土地修复与生态修复通用技术标准研究下属课题《土地生态恢复评价检验检测及质量控制标准研究》(课题编号：2017YFF0206804)子课题——“复垦土地样品石油类测定”，欲建立复垦土地样品中石油类的前处理与仪器测定方法，为复垦土地评价提供技术规范和方法支持。

采用本发明，能显著节约溶剂，减少环境污染，方便后续的净化处理，效率高；利用荧光分光光度法测定石油类含量能够该法受环境影响小，精密度高，数据计算简单；并且操作简便，易于推广，对未来复垦土地样品的检测起到技术支撑作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法。

本发明是这样实现的，一种加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法，采用加速溶剂萃取仪对土壤样品的石油类组分进行提取、浓缩及净化处理，获得待测定提取液。

对获得待测定提取液进行固定激发波长激发和测定荧光强度，然后利用标准工作曲线进行土壤样品中石油类浓度计算。

进一步，所述加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法包括以下步骤：

第一步，采用加速溶剂萃取仪进行提取操作，收集提取萃取溶液；

第二步，对萃取溶液净化处理；

第三步，荧光分光光度计测定样品浓度。

进一步，所述第一步采用加速溶剂萃取仪进行提取操作，收集提取萃取溶液包括以下步骤：称取10.0g样品于34ml萃取罐中，添加处理过的硅藻土，要求填满萃取池空间，以正己烷为提取溶剂，萃取温度80℃，萃取压力1200psi，静态萃取时间5min，淋洗为60％池体积，氮气吹扫时间60s，萃取循环次数2次，收集提取溶液。本法可以高效的、节能、稳定的萃取样品中的目标物。

进一步，所述第二步对萃取溶液净化处理包括以下步骤：

(1)在氮吹以上将提取液吹至10ml，采用商品化的固相萃取柱，手动净化；

(2)用1-2柱管体积的正己烷溶剂活化小柱；

(3)将提取液全部添加到小柱中，收集流出液；

(4)用正己烷洗脱小柱，并将液体抽干，收集流出液，合并两次的流出液；

(5)氮吹浓缩至10ml。

进一步，所述第三步荧光分光光度计测定样品浓度具体包括：采用浓度模式进行测定，激发与发射狭缝宽度均为5mm，根据石油类物质的特征波长设定激发波长为310nm，发射波长为360nm，积分时间1s，自动扣减背景值，石英比色皿为10mm，调用已有的工作曲线计算，得到样品的浓度。

进一步，通过以下公式的计算，得到样品中石油类含量：

式中：ρ表示土壤中石油类的质量浓度，单位为mg/kg；C表示机测浓度，单位为mg/L；V表示萃取液体积，单位为ml；M表示称样量，单位为g。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法的加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类系统，所述加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类系统包括：

加速溶剂萃取仪，用于对土壤样品的石油类组分进行提取、浓缩及净化处理，获得待测定提取液。

荧光分光光度计，用于对获得待测定提取液进行固定激发波长激发和测定荧光强度，然后利用标准工作曲线进行土壤样品中石油类浓度计算。

进一步，所述加速溶剂萃取仪包括：

用于吸取溶剂的吸液泵。

将吸取的溶剂进行氮气吹扫的氮气吹扫仪。

将氮气吹扫的溶剂注入萃取池。

收集萃取后提取液的收集瓶。

进一步，氮气吹扫仪通过吹扫阀控制氮气吹扫速度。

进一步，萃取池通过静态阀控制流向收集瓶的提取液流速。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明通过采用加速溶剂萃取仪，对复垦土地样品中石油类的提取，溶剂使用量较其它方法大大降低，仅仅为20～30ml；仪器萃取温度高，萃取罐密闭，可以实现高效萃取，且仪器自动化处理，可进行样品批处理，大大提高了效率，见表3、表4。采用商品化的固相萃取柱子进行净化处理，避免了手工填柱子的繁琐工作，且有利于前处理条件一致，能有效地除去极性干扰物质如色素等，大大降低对检测过程的干扰。利用荧光分光光度计，采用固定激发、发射波长测定，利用已知的标准工作曲线进行浓度计算，可以有效的对样品中的石油类组分进行检测，方法简单，容易操作，且受外界干扰小，保证了结果的准确和稳定。本发明方法的检出限为0.066mg/kg。对比红外法4.0mg/kg和紫外法0.53mg/kg，显著降低，更加准确的检测复垦土地样品中的低含量的石油类污染，见表5。

附图说明

图1是本发明实施例提供的加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法实现流程图。

图3是本发明实施例提供加速溶剂萃取工作流程图。

图4是本发明实施例提供加速溶剂萃取工作中设备循环原理示意图。

图中：1、溶剂容器；2、吸液泵；3、氮气吹扫仪；4、萃取池；5、收集瓶；6、吹扫阀；7、静态阀。

图5是本发明实施例提供不同萃取温度条件下测定的石油类含量变化(压力1200PSI，时间5min)。

图6发明实施例提供20mg/L的标准溶液在不同狭缝宽度条件下的荧光强度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中，对后续浓缩净化方便的前处理方法溶剂使用量大，提取效率低。不能够客观反应样品中的石油类含量的仪器方法，而且现有技术受环境影响大，精密度低，数据计算复杂；并且操作繁琐，不易于推广。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的加速溶剂萃取-荧光法测定复垦土地样品中石油类的方法包括以下步骤：

S101：采用加速溶剂萃取仪进行提取操作，收集提取萃取溶液。

S102：对萃取溶液净化处理。

S103：荧光分光光度计测定样品浓度。

如图2所示，本发明实施例提供的加速溶剂萃取-荧光法测定复垦土地样品中石油类的方法具体包括以下步骤：

第一步、样品的提取：

采用ASE-350加速溶剂萃取仪进行提取操作，具体如下：称取10.g(精确至0.1g)样品于34ml萃取罐中，添加处理过的硅藻土，要求填满萃取池空间，以正己烷为提取溶剂，萃取温度80℃，萃取压力1200psi，静态萃取时间5min，淋洗为60％池体积，氮气吹扫时间60s，萃取循环次数2次。收集提取溶液。

第二步、样品的净化：

如果萃取液颜色过重，须进行下述净化步骤：

在氮吹以上将提取液吹至10ml，采用商品化的固相萃取柱(填料为Florisil)，手动净化。

活化，用1—2柱管体积的正己烷溶剂活化小柱，保持柱体湿润。

上样，将提取液全部添加到小柱中，收集流出液。

洗脱，用正己烷洗脱小柱，并将液体抽干，收集流出液，合并两次的流出液。

定容，氮吹浓缩至10ml。

第三步，荧光分光光度计测定：

采用LS55型荧光分光光度计进行测定，主要工作条件为：采用浓度模式进行测定，激发与发射狭缝宽度均为5mm，激发波长为310nm，发射波长为360nm，积分时间1s，自动扣减背景值，石英比色皿为10mm，调用已有的工作曲线计算，可得到样品的浓度。

通过以下公式的计算，可得到样品中石油类含量：

式中：ρ表示土壤中石油类的质量浓度，mg/kg；C表示机测浓度，mg/L；V表示萃取液体积，ml；M表示称样量，g。

本发明提供一种加速溶剂萃取-荧光分光光度法测定复垦土地样品中石油类系统包括：

加速溶剂萃取仪，用于对土壤样品的石油类组分进行提取、浓缩及净化处理，获得待测定提取液。

荧光分光光度计，用于对获得待测定提取液进行固定激发波长激发和测定荧光强度，然后利用标准工作曲线进行土壤样品中石油类浓度计算。

图3是本发明实施例提供加速溶剂萃取工作流程图。

如图4所示，本发明实施例提供的加速溶剂萃取仪包括：

用于吸取溶剂的吸液泵2。溶剂盛装在溶剂容器1中。

将吸取的溶剂进行氮气吹扫的氮气吹扫仪3。

将氮气吹扫的溶剂注入萃取池4。

收集萃取后提取液的收集瓶5。

氮气吹扫仪通过吹扫阀6控制氮气吹扫速度。

萃取池通过静态阀7控制流向收集瓶的提取液流速。

图5是本发明实施例提供不同萃取温度条件下测定的石油类含量变化(压力1200PSI，时间5min)。

图6是发明实施例提供20mg/L的标准溶液在不同狭缝宽度条件下的荧光强度。

下面结合效果对本发明作进一步描述。

本发明通过采用加速溶剂萃取仪，对复垦土地样品中石油类的提取，溶剂使用量较其它方法大大降低，仅仅为20～30ml；仪器萃取温度高，萃取罐密闭，可以实现高效萃取，且仪器自动化处理，可进行样品批处理，大大提高了效率，见表1、表2、表3、表4。采用商品化的固相萃取柱子进行净化处理，避免了手工填、柱子的繁琐工作，且有利于前处理条件一致，能有效地除去极性干扰物质如色素等，大大降低对检测过程的干扰。利用荧光分光光度计，采用固定激发、发射波长测定，可以有效的对样品中的石油类组分进行检测，方法简单，容易操作，且受外界干扰小，保证了结果的准确和稳定。

本发明方法的检出限为0.066mg/kg。对比红外法4.0mg/kg和紫外法0.53mg/kg，显著降低，更加准确的检测复垦土地样品中的低含量的石油类污染，见表5。

本发明采用加速溶剂萃取仪进行土壤样品的提取，有效的对样品中的石油类组分进行了提取，溶剂用量小；提取液进行适当浓缩后，经固相萃取柱净化，之后在荧光分光光度计进行测定，采用固定激发波长激发提取液，固定发射波长测定荧光强度，利用已知的标准工作曲线进行浓度计算。荧光分光光度计的测定既准确又简便，在保证测试结果准确可靠的同时也大大提高了分析测试的效率。

表1

序号	压力/PSI	平均值/mg/kg	RSD/％
				1	1000	102.5	2.63
2	1200	115.7	1.26
				3	1500	116.2	1.55

表2

序号	静态时间/min	平均值/mg/kg	RSD/％
				1	3	100.5	2.39
2	5	115.7	1.26
				3	7	114.1	1.98
4	10	116.2	1.14

表3

序号	前处理方法	样品量/g	溶剂用量/mL	萃取时间/h	溶液浑浊程度
						1	超声提取	10	50	0.5-1	浑浊
2	振荡提取	10-20	30	12	浑浊
						3	索氏提取	10-30	100-200	12-18	浑浊
4	加速溶剂萃取	5-10	30	0.5	较清

表4

序号	前处理方法	测定值/mg/kg	RSD/％	测定值/mg/kg	RSD/％
						1	超声提取	20.05	1.88	248.6	1.86
2	振荡提取	18.34	2.65	225.3	2.41
						3	索氏提取	24.51	2.36	300.5	2.16
4	加速溶剂萃取	115.7	1.22	1390.6	1.09

表5

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。