加速溶劑萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測定 PM2.5 中的有機(jī)氯及多氯聯(lián)苯
引言:
隨著工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境問題受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),如 2013 年我國多地遭遇了嚴(yán)重的霧霾天氣。目前,可吸入顆粒物(PM2.5,粒徑在 2.5 微米以下的顆粒物)已成為現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測的重點(diǎn)項(xiàng)目。PM2.5 是一種成分非常復(fù)雜的混合物,含有多種有機(jī)污染物,包括多環(huán)芳烴、有機(jī)氯、多氯聯(lián)苯、增塑劑等。其中有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯屬于持久性有機(jī)污染物(POPs),為環(huán)境中優(yōu)先控制污染物 [2]。
本方法采用加速溶劑提取為前處理設(shè)備,對 PM2.5 樣品進(jìn)行前處理,經(jīng)過濃縮定容后采用氣質(zhì)聯(lián)用法對樣品中的有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯進(jìn)行分析檢測。整個方法前處理簡單、快速,儀器靈敏度高,能夠檢測出大氣顆粒物中超痕量的有機(jī)氯及多氯聯(lián)苯。
儀器 Thermo ScientificTM ISQ 單四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀 , 包括 : -TRACE 1310 氣相色譜,配分流不分流進(jìn)樣口 -ISQ LT 單四極桿質(zhì)譜 - AS1310 自動進(jìn)樣器 Thermo ScientificTM TraceFinder3.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) Thermo ScientificTM DionexTM ASETM 350 加速溶劑萃取,配 10 mL 不銹鋼萃取池 (P/N 068087) , 60 mL 收集瓶 (P/N 048784) Thermo ScientificTM Reacti-Therm 氮吹儀 (PN: 1003290002-00)
耗材 Thermo ScientificTM 硅藻土(1 kg )(P/N 062819) Thermo ScientificTM 纖維素膜( 27 mm )(P/N 068093)Thermo ScientificTM 不分流襯管 (P/N453A1925) Thermo ScientificTM 低流失進(jìn)樣口隔墊 (P/N 31303233) Thermo ScientificTM 氣相色譜進(jìn)樣口石墨墊 (P/N 290GA139) Thermo ScientificTM 質(zhì)譜端石墨墊 (P/N 290VA191)
試劑與標(biāo)準(zhǔn)品有機(jī)氯混合標(biāo)準(zhǔn)品(α-HCB、β-HCB、γ- HCB、δ- HCB、 p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT)和多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(PCB-28、PCB-52、PCB-101、PCB-118、PCB- 138、PCB-153、PCB-180)購自上海安譜科學(xué)儀器有限公司;正己烷 (C6H14),HPLC 級(Fisher Scientific P/N H302-4),丙酮(C3H6O),HPLC 級(Fisher Scientific P/N A949-4)。
標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯混合儲備液:取有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用正己烷稀釋至 10 μg/mL。工作曲線溶液:取有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯混合儲備液適量,配置成濃度為:1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 和 50.0 μg/L 的工作曲線。
樣品采集參考標(biāo)準(zhǔn) HJ646-2013:采用 MTL 公司的石英濾膜采集 PM2.5 顆粒物,采樣流量為 100L/min,采樣時間為 24h。樣品采集完成后避光于 4℃以下保存。
樣品前處理取樣品石英濾膜一張,小心用鑷子卷成圈,置于底層墊有纖維素膜的萃取池(10mL)中,加入適量硅藻土,按下列加速溶劑萃取條件萃取。萃取完成后萃取液氮吹濃縮至近干,直接 GC/MS 分析。
ASE 條件萃取溶劑:正己烷:丙酮 =1:1(V:V)系統(tǒng)壓力:1500 psi 萃取溫度:100 ℃ 加熱時間: 5 min 靜態(tài)萃取時間:5 min 循環(huán)次數(shù): 2 沖洗體積:60% 吹掃時間:90 s 萃取池大?。?0 mL 總時間消耗:20 min 總?cè)軇┫模?0mL
GC 條件色譜柱:Thermo ScientificTM TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm, PN:26098-1420)升溫程序:100 ℃(2 min),10 ℃ /min to 300 ℃(5 min)進(jìn)樣口:進(jìn)樣口溫度:280℃;不分流進(jìn);分流時間: 1 min;分流流量:50 mL/min 載氣: 高純氦 (99.999% ), 橫流模式,流速:1 mL/min
MS 條件離子源溫度:300 ℃ 傳輸線溫度:300 ℃ 燈絲電流:25 μA 離子化方式:EI, 70 eV 掃描方法:TSIM 模式(表 1)
線性、檢出限及 RSD 配置混合標(biāo)準(zhǔn)溶液, 各濃度分別為: 1.0、2.0、5.0、 10.0、20.0 和 50.0 μg/L 采用上述方法分別進(jìn)樣分析,考察各組分的線性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 15 種組分在 1.0-50.0 μg/L 線性關(guān)系良好,線性相關(guān)系數(shù)均大于 0.995(見表 2)。對 5 μg/L 標(biāo)準(zhǔn)品連續(xù)進(jìn)樣 5 針,RSD 在 3.09-8.59% 之間,重復(fù)性良好。該方法中儀器檢出限分別 0.1-0.3 μg/L 之間,儀器靈敏度高(見表 2)。
空白加標(biāo)回收本實(shí)驗(yàn)采用空白石英濾膜進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),加標(biāo)量為 5.0、10.0、20 .0 ng,考察 15 種 OCP 和 PCB 的加標(biāo)回收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明各組分的加標(biāo)回收率均在 76.9-110.1%之間,符合分析檢測的要求(表 3)。
實(shí)際樣品測定本實(shí)驗(yàn)實(shí)際樣品由某環(huán)境監(jiān)測站提供,總共 5 個樣品(樣品采集速率 100 L/min。采集 24 h)。按照本方法進(jìn)行分析檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 4。
結(jié)論本文采用加速溶劑萃取 - 氣質(zhì)聯(lián)用法(ASE-GC/MS)測定 PM2.5 中的有機(jī)氯及多氯聯(lián)苯。樣品前處理只需要 20min 即可完成,且溶劑消耗量少,操作簡單,回收率高。同時, ISQ 單四極桿質(zhì)譜為提供超高的靈敏度、檢出限,能夠滿足空氣顆粒物中超痕量有機(jī)氯和多氯聯(lián)苯的檢測要求
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