🧪 水中多环芳烃（PAH）
液液萃取后以高效液相色谱-荧光检测测定水中 15 种多环芳烃，灵敏度优于 0,005 µg/L。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 17993:2005
- 类别: 理化
- 操作步骤数: 7
- 各步骤合计时间: 2 小时 30 分钟–2 小时 50 分钟
- 测定 PAH 数量: 15 种（EPA/ISO 清单）
- 定量限（FLD）: 0,005 µg/L（饮用水与地下水）
- 定量限（FLD，地表水）: 0,01 µg/L
概述
多环芳烃（PAH）是由两个或多个稠合芳香环组成的一类有机化合物，已知超过 100 种。其中许多具有致癌性 —— 苯并(a)芘为 IARC 1 类致癌物，另有十余种被列为很可能或可能致癌物。
PN-EN ISO 17993:2005 规定了测定饮用水、地下水与地表水中 15 种 PAH 的方法：萘、苊烯（仅 UV）、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、䓛、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(ghi)苝、茚并(1,2,3-cd)芘。
饮用水中的限值（波兰法律公报 2017 年第 2294 项）：苯并(a)芘 ≤ 0,01 µg/L，PAH（4 种化合物）总和 ≤ 0,1 µg/L。这些标准非常严格，要求分析技术具有极高灵敏度，因此必须采用荧光检测。
方法原理
方法包括三个阶段：(1) 液液萃取，(2) 高效液相色谱分离，(3) 荧光检测。
1. 萃取：在分液漏斗中用环己烷或二氯甲烷将水样中的 PAH 萃取出来，萃取液蒸发浓缩后用乙腈（HPLC 溶剂）复溶。
2. HPLC 分离：在 C18 色谱柱（反相）上以水／乙腈梯度洗脱分离 15 种 PAH，分析时间 30–60 分钟，各 PAH 保留时间不同。
3. 荧光检测（FLD）：PAH 具有很强的天然荧光 —— 吸收紫外辐射并在可见区发射。荧光检测器按程序切换波长（不同 PAH 组使用不同的激发／发射波长对），从而获得极高的灵敏度（检出限约 0,001 µg/L）与选择性。
萘与苊烯荧光很弱，可改用 UV-DAD 检测器测定。
应用领域
- 饮用水质量控制（苯并(a)芘 ≤ 0,01 µg/L，PAH 总和 ≤ 0,1 µg/L）
- 地表水监测 —— 优先控制物质（2013/39/EU 指令）
- 地下水分析（老煤气厂、焦化厂遗留污染）
- 雨水监测（尾气排放、PM2.5 粉尘）
- 工业污水控制（炼油厂、焦化厂）
- 工业遗留场地（棕地）环境调查
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 测定 PAH 数量 | 15 种（EPA/ISO 清单） |
| 定量限（FLD） | 0,005 µg/L（饮用水与地下水） |
| 定量限（FLD，地表水） | 0,01 µg/L |
| 检测方式 | 荧光（FLD）+ UV-DAD（萘、苊烯） |
| HPLC 色谱柱 | C18 反相，250 × 4,6 mm，5 µm |
| 分析时长 | 每个样品 30–60 分钟（梯度洗脱） |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 17993:2005
- 标准名称（波兰语）
- Jakość wody — Oznaczanie 15 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w wodzie metodą HPLC z detekcją fluorescencyjną po ekstrakcji ciecz-ciecz
- 标准名称（英语）
- Water quality — Determination of 15 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in water by HPLC with fluorescence detection after liquid-liquid extraction
分步操作程序
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采样
用棕色玻璃瓶采样（防止 PAH 光降解），装满不留顶空。避光 4 °C 运输，7 天内分析。
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液液萃取
取 1 L 样品于 2 L 分液漏斗，加 50 mL 环己烷振摇 10 分钟后分层；再用 25 mL 重复萃取 2 次，合并萃取液。
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干燥与浓缩
萃取液经无水 Na₂SO₄ 过滤，在旋转蒸发仪上浓缩至约 1 mL（水浴 <40 °C，减压），并将溶剂置换为乙腈。
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复溶
残留物用 1 mL 乙腈溶解，转入带内插管的 HPLC 样品瓶，10000 rpm 离心 5 分钟（或经 0,22 µm PTFE 滤膜过滤）。
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HPLC 分析
在 PAH C18 柱上进样 10–50 µL。ACN/H₂O 梯度：30–50 分钟内由 50% 升至 100% ACN。FLD 按程序切换激发／发射波长，萘／苊烯用 UV-DAD 检测。
-
定性与计算
按保留时间定性（±2%），由校准曲线（5–7 点）定量，并考虑萃取回收率（加入替代物）。
-
质量控制
空白（HPLC 水走全流程）、加标样、CRM（PAH 有证水样）。回收率 60–120%。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 带 FLD 检测器的 HPLC 系统 | Agilent 1260/1290 Infinity + FLD、Waters Alliance + FLD 2475、Shimadzu Nexera + RF-20A | 200 000–500 000 PLN |
| UV-DAD 检测器（附加） | 用于测定萘与苊烯 | 50 000–120 000 PLN |
| PAH 专用 C18 色谱柱 | Waters PAH C18、Agilent ZORBAX Eclipse PAH、Supelcosil LC-PAH | 1 500–3 500 PLN |
| 液液萃取装置 | 1–2 L 分液漏斗、旋转蒸发仪（Buchi R-300） | 15 000–40 000 PLN（蒸发仪） |
| 自动进样器 | Agilent G7167B、Waters 2707 | 随 HPLC 配套 |
| 脱气机与梯度泵 | 四元梯度泵系统 —— HPLC 标准配置 | 随 HPLC 配套 |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 乙腈（ACN）HPLC 级 | 75-05-8 | HPLC 梯度级（Merck LiChrosolv），流动相 |
| HPLC 级水 | — | 超纯水，经脱气，I 型（18,2 MΩ·cm） |
| 环己烷 | 110-82-7 | 农残／PAH 分析级。萃取溶剂 |
| 15/16 种 PAH 混合标准 | — | 有证 EPA 610 PAH Mix 溶液（Supelco），10–2000 µg/mL（乙腈介质） |
| 无水 Na₂SO₄ | 7757-82-6 | 经灼烧（400 °C，4 小时），用于干燥有机相 |
| 二氯甲烷（DCM） | 75-09-2 | 备选萃取溶剂，农残级 |
职业健康与安全
- PAH（苯并(a)芘）—— 致癌！避免接触皮肤，佩戴双层丁腈手套
- 环己烷 —— 易燃、有刺激性。在通风柜中操作，远离火源
- 乙腈 —— 有毒、易燃，在体内代谢为 HCN。须在通风柜中操作
- 二氯甲烷 —— 可能致癌，蒸气重于空气。必须在通风柜中操作
- PAH 标准溶液 —— 虽经稀释但含致癌物。佩戴手套，避免洒溅
- 有机废液 —— 分类收集（含卤与不含卤分开）
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 17993:2005 — 《Water quality — Determination of 15 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in water by HPLC with fluorescence detection after liquid-liquid extraction》。
该方法的原理是什么？
方法包括三个阶段：(1) 液液萃取，(2) 高效液相色谱分离，(3) 荧光检测。 1.
测量范围和准确度是多少？
测定 PAH 数量：15 种（EPA/ISO 清单）；定量限（FLD）：0,005 µg/L（饮用水与地下水）；定量限（FLD，地表水）：0,01 µg/L；检测方式：荧光（FLD）+ UV-DAD（萘、苊烯）。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 2 小时 30 分钟–2 小时 50 分钟。整个程序共 7 个步骤。
需要哪些设备？
带 FLD 检测器的 HPLC 系统、UV-DAD 检测器（附加）、PAH 专用 C18 色谱柱、液液萃取装置、自动进样器、脱气机与梯度泵。核心仪器的参考价格（带 FLD 检测器的 HPLC 系统）：200 000–500 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
饮用水质量控制（苯并(a)芘 ≤ 0,01 µg/L，PAH 总和 ≤ 0,1 µg/L）；地表水监测 —— 优先控制物质（2013/39/EU 指令）；地下水分析（老煤气厂、焦化厂遗留污染）；雨水监测（尾气排放、PM2.5 粉尘）；工业污水控制（炼油厂、焦化厂）；工业遗留场地（棕地）环境调查。
需要采取哪些安全防护措施？
PAH（苯并(a)芘）—— 致癌！避免接触皮肤，佩戴双层丁腈手套；环己烷 —— 易燃、有刺激性。在通风柜中操作，远离火源；乙腈 —— 有毒、易燃，在体内代谢为 HCN。须在通风柜中操作；二氯甲烷 —— 可能致癌，蒸气重于空气。必须在通风柜中操作；PAH 标准溶液 —— 虽经稀释但含致癌物。佩戴手套，避免洒溅；有机废液 —— 分类收集（含卤与不含卤分开）。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 17993。