Determinación de 16 HAP en muestras ambientales mediante HPLC

• analito: 16 HAP
• Sistema: EClassical 3200 HPLC Sistema con Detector UV
• Columna: Supersil ODS2 (5 µm, 4,6 × 250 mm)
• Destacar: Un método HPLC sensible y confiable para la determinación simultánea de 16 HAP en agua, aire y suelo, que cumple con múltiples estándares ambientales.

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son una gran clase de compuestos orgánicos que contienen dos o más anillos de benceno fusionados. Son potentes carcinógenos y se distribuyen ampliamente en el medio ambiente debido a la combustión incompleta de combustibles fósiles, madera y otros materiales orgánicos. Los HAP plantean riesgos graves para la salud humana, incluida la carcinogenicidad, la mutagenicidad y la teratogenicidad. En los últimos años, el aumento de las actividades humanas ha alterado el equilibrio natural de los HAP, lo que ha dado lugar a niveles ambientales elevados. Por lo tanto, es fundamental monitorear los HAP en el agua, el aire y el suelo. Este método se basa en varios estándares chinos, incluidos HJ 478-2009 (agua), HJ 647-2013 (aire) y HJ 784-2016 (suelo y sedimento), y proporciona una solución HPLC completa para el análisis de 16 HAP prioritarios (naftaleno, acenaftileno, fluoreno, acenafteno, fenantreno, antraceno, fluoranteno, pireno, Criseno, Benzo[a]antraceno, Benzo[b]fluoranteno, Benzo[k]fluoranteno, Benzo[a]pireno, Dibenzo[a,h]antraceno, Benzo[ghi]perileno, Indeno[1,2,3-cd]pireno).

Estándares

Mezcla estándar de PAH : Material de referencia certificado para 16 HAP (de National Standard Materials Network), 200 μg/mL en acetonitrilo.

Decafluorobifenilo (patrón interno opcional, de J&K Scientific).

reactivos

Acetonitrilo, grado HPLC; Agua Desionizada, ≥18,2 MΩ·cm.

Otros materiales

Matraces aforados, pipetas, filtros de membrana (0,45 μm), etc.

Preparación de solución estándar

Solución madre mixta (20 μg/ml) : Pipetee con precisión 1 ml del estándar de PAH de 200 μg/ml en un matraz volumétrico de 10 ml y diluya hasta completar el volumen con acetonitrilo.

Soluciones estándar de trabajo: Diluir la solución madre con acetonitrilo para obtener concentraciones de 0,1, 0,5, 1,0, 5,0 y 10,0 μg/ml.

Solución de estándar interno opcional: Prepare una solución que contenga 5,0 g/ml de 16 PAH y 2,0 g/ml de decafluorobifenilo en acetonitrilo.

La preparación de muestras sigue los procedimientos descritos en HJ 478-2009, HJ 647-2013 y HJ 784-2016. Los pasos generales incluyen:

Muestras de agua

Extraer con extracción líquido-líquido (p. ej., ciclohexano) o extracción en fase sólida (p. ej., cartucho C18). Concentrar el extracto y redisolverlo en acetonitrilo.

Muestras de aire

Recoja las partículas y la fase gaseosa en filtros y adsorbentes, luego extraiga con solventes apropiados (p. ej., acetonitrilo) mediante sonicación o extracción Soxhlet.

Muestras de suelo/sedimentos

Extraiga mediante Soxhlet o extracción con fluido presurizado con diclorometano/acetona, concentre y realice la limpieza si es necesario.

Todos los extractos finales se filtran a través de una membrana de 0,45 µm antes del análisis por HPLC.

Opciones del sistema HPLC

Agreso 1100 : Dos bombas P1100, detector UV D1100, horno de columna O1100, inyector Rheodyne 7725i, mezclador de gradiente TD-1-15, estación de datos de cromatografía.

EClassical 3200 : Bomba P3220, detector UV D3210, O3220 Column Oven, inyector Rheodyne 7725i, capacidad de elución en gradiente.

Equipos de pretratamiento

Aparatos de filtración de disolventes, bombas de vacío, limpiadores ultrasónicos, evaporadores rotativos, evaporadores de nitrógeno, etc.

Columna : Supersil ODS2 (5 µm, 4,6 × 250 mm)

Fase móvil:            A: acetonitrilo; B: Agua, en gradiente (Tabla 1).

Tabla 1. Programa de gradiente

Caudal: 1,0 ml/min

Longitud de onda de detección:     220 nm (o variable; 254 nm también es común)

Volumen de inyección:             10 µL

Temperatura de la columna: 30°C

Optimización de temperatura

El efecto de la temperatura de la columna sobre la separación se estudió a 25, 30, 35 y 40°C (Figura 1). A medida que aumentaba la temperatura, disminuía la resolución de los pares críticos (p. ej., criseno/benzo[a]antraceno y benzo[ghi]perileno/indeno[1,2,3-cd]pireno). Se seleccionó una temperatura de 30 °C como óptima para la separación inicial de los 16 HAP.

Figura 1-1. Cromatogramas superpuestos de 16 PAH a diferentes temperaturas (25, 30, 35, 40 °C)

Cromatograma típico

Se analizó a 30°C una solución estándar que contenía 5,0 µg/ml de 16 PAH y 2,0 µg/ml de decafluorobifenilo. El cromatograma (Figura 2) muestra una excelente separación de todos los compuestos. Los parámetros cromatográficos se resumen en la Tabla 2.

Figura 2. Cromatograma típico de 16 HAP y estándar de decafluorobifenilo (pico 7)

Tabla 2. Parámetros cromatográficos de 16 HAP

Linealidad

Se inyectaron soluciones estándar de trabajo a 0,1, 0,5, 1,0, 5,0 y 10,0 μg/ml. Las curvas de calibración se construyeron trazando el área del pico frente a la concentración. Las ecuaciones lineales y los coeficientes de correlación se dan en la Tabla 3. Todos los compuestos muestran una linealidad excelente (R ≥ 0,999) en el rango de 0,1 a 10 μg/ml.

Cuadro 3. Ecuaciones lineales para 16 HAP

Los límites de detección del instrumento (S/N = 3) se determinaron y convirtieron a límites de detección del método (Tabla 4). El método logra una sensibilidad inferior a ng/ml, muy por debajo de los requisitos de HJ 784-2016.

Tabla 4. Límites de detección del método para 16 HAP

El método HPLC que utiliza una columna Supersil ODS2 proporciona una separación confiable, una linealidad excelente y una alta sensibilidad para 16 HAP prioritarios en muestras ambientales. Cumple con los requisitos de HJ 478-2009, HJ 647-2013 y HJ 784-2016, lo que lo hace adecuado para el monitoreo rutinario de agua, aire y suelo.