主题:【第十五届原创】加压流体萃取-固相萃取-气质法测定环境空气中的23种有机氯

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前言:

有机氯类农药是使用最早、应用最广的杀虫剂之一,50-60年代在全世界广泛生产和应用,曾在防治害虫上起过积极作用。但其对环境的污染较为严重.如果有机氯农药附着在空气颗粒物中被人体吸入体内,而人体又不能通过新陈代谢把它排出体外,当积累到一定程度,就会使人中毒,造成肝肾脏器损害。

传统手动前处理方法耗时耗力,很难满足大量样品的处理需求,为了提高效率,现参考标准《HJ 900-2017 环境空气 有机氯农药的测定 气相色谱-质谱法》来摸索全自动前处理的可行性。

本实验使用全自动高效快速溶剂萃取系统、SPE 1000全自动固相萃取系统和MultiVap-10多通道平行浓缩仪和旋转蒸发仪整体解决方案,建立了从提取、净化、浓缩到分析的一整套检测环境空气中有机氯的方法。

关键词:环境空气,HJ 900-2017,有机氯,

1实验部分

1.1仪器和设备

1.1.1 Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取系统;

1.1.2 SPE 1000全自动固相萃取系统;

1.1.3 MultiVap-10多通道平行浓缩仪;

1.1.4 7890B气相色谱-5977B质谱联用仪

1.2 试剂和样品

1.2.1乙醚;

1.2.2正己烷(农残级);

1.2.3 丙酮(农残级);

1.2.4快速溶剂萃取溶剂:用乙醚(1.2.1)和正己烷(1.2.2)按1:9体积比混合;

1.2.5固相萃取洗脱溶剂:用丙酮(1.2.3)和正己烷(1.2.2)按1:9体积比混合;

1.2.6有机氯标准贮备液(1000μg/mL,溶剂为正己烷);

1.2.7有机氯标准使用液(1μg/mL,溶剂为正己烷);

1.2.8内标贮备液(1000 μg/mL,溶剂为正己烷),内标为菲-D10

1.2.9内标使用液(10 μg/mL,溶剂为正己烷);

1.2.10分析替代物标准贮备液(1000μg/mL,溶剂为正己烷),替代物为对三联苯-D14

1.2.11分析替代物使用液(2μg /mL,溶剂为正己烷);

1.2.12硅酸镁净化小柱(1g/6mL,LabTech);

1.2.13聚氨酯泡沫(PUF);

1.2.14玻璃纤维滤膜

1.3环境空气样品处理

1.3.1 提取

将采样后的滤膜和PUF装填至100mL的萃取罐中,于PUF中添加125μL分析替代物使用液(1.2.11)。同样方法装填好两个萃取罐后,置于Flex-HPSE样品架中(双通道全自动运行,可同时萃取两个样品),萃取溶剂为乙醚正己烷混合溶剂(1.2.4),系统压力10Mpa,萃取温度100℃,加热平衡时间3min,静态萃取时间6min,冲洗体积60%,N2吹扫60s。循环运行两次。萃取液自动收集到200ml浓缩杯中,如图1所示。

图1 快速溶剂萃取方法



1.3.2 浓缩

将浓缩杯置于MultiVap-10中,浓缩温度35℃,浓缩过程中将溶剂置换为正己烷,最后由浓缩仪定容至1mL,转移到20mL进样瓶中待净化。

1.3.3 净化

净化方式选择固相萃取,净化小柱为硅酸镁净化小柱,具体方法如下:

按照图2方法进行净化实验,完全上样,洗脱液为丙酮正己烷混合溶剂(1.2.5),收集液收集到20mL收集瓶中,转移至40mL浓缩杯后用MultiVap-10浓缩,浓缩过程中溶剂置换为正己烷,然后浓缩定容至1mL后,加入15μL内标使用液(1.2.9),待测。

图2 固相萃取净化方法



1.4环境空气样品加标回收率实验

按1.3.1方法装填样品,加入有机氯标准使用液(1.2.7),加标量为100ng,然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验,分别进行三组6个平行样品,用来测定加标回收率。

1.5 分析步骤

1.5.1 气相色谱参考条件

色谱柱:HP-5MS,30m*0.25mm*0.25μm;进样口温度:250℃;不分流进样;载气流速:1.0mL/min,恒流模式;进样量:2.0μL;柱温:50℃保持1min,以25℃/min升至180℃,保持2min;再以5℃/min升至280℃,保持2min;后运行280℃保持3min。

1.5.2 质谱参考条件

传输线:280℃;离子源:250℃;四级杆温度:150℃;扫描方式:选择离子扫描(SIM);溶剂延迟:9min。

2实验结果

2.1  26种化合物色谱图分离情况(含内标和替代物)

图3 有机氯标准液选择离子流谱图



2.2  加标样品选择离子流图

图4  加标样品选择离子流图



2.3 加标样品回收率结果

表1 加标样品回收率

物质名称

加标量(ng)

回收率(%)

平均值(%)

RSD(%)

1

2

3

4

5

6

α-六六六

100

79.1

75.3

66.6

68.4

81.9

74.2

74.3

8.0

六氯苯

100

65.7

69.5

69.9

66.2

73.5

75.5

70.1

5.6

β-六六六

100

89.3

86.0

81.4

85.5

88.9

90.1

86.9

3.7

γ-六六六

100

67.4

75.6

68.3

66.9

76.7

76.7

71.9

6.8

δ-六六六

100

93.4

93.6

93.7

89.1

80.2

86.7

89.5

6.0

七氯

100

85.4

88.0

86.9

88.3

92.8

89.5

88.5

2.9

艾氏剂

100

62.8

75.1

63.6

68.6

63.5

72.3

67.7

7.7

环氧七氯B

100

73.8

75.2

79.9

77.5

74.6

77.5

76.4

3.0

γ-氯丹

100

84.5

94.7

83.4

88.5

85.6

81.7

86.4

5.4

硫丹I

100

77.0

80.2

85.4

78.3

73.2

78.3

78.7

5.1

α-氯丹

100

85.8

83.5

84.7

90.3

86.3

86.4

86.2

2.7

狄氏剂

100

90.4

84.1

84.5

90.3

89.1

90.1

88.1

3.4

对三联苯-D14(SS)

100

72.9

77.5

83.8

70.7

77.8

79.3

77.0

6.1

4, 4'-DDE

100

81.1

87.4

79.0

85.3

79.1

86.2

83.0

4.5

异狄氏剂

100

103.8

98.4

92.0

96.8

102.3

99.7

98.8

4.3

硫丹II

100

102.4

106.9

99.0

99.9

103.9

104.6

102.8

2.9

4,4'-DDD

100

98.9

97.5

97.7

102.8

95.1

100.3

98.7

2.7

2,4'-DDT

100

98.2

88.9

85.2

97.5

88.1

86.3

90.7

6.3

异狄氏醛

100

68.1

71.2

65.4

75.0

77.3

68.3

70.9

6.4

硫丹硫酸酯

100

101.6

99.4

105.1

99.2

102.8

97.2

100.9

2.8

4,4'-DDT

100

80.3

82.7

85.5

94.2

85.2

90.4

86.4

5.9

异狄氏酮

100

90.1

87.0

93.1

87.9

85.9

93.1

89.5

3.5

甲氧DDT

100

102.8

103.7

111.5

102.2

101.2

106.2

104.6

3.6

灭蚁灵

100

88.7

93.1

91.2

86.4

95.6

83.9

89.8

4.8



3结论

由表1可知,加压流体萃取-固相萃取净化-气质法测定环境空气中的23种有机氯,加标样品回收率为67.7%~104.6%,分析替代物回收率为70.7%~83.8%, RSD在8.0%以下。环境空气样品中有机氯未检出。
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