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聚光科技(杭州)股份有限...

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便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀結(jié)合固相微萃取裝置檢測(cè)水中8種多環(huán)芳烴

閱讀:1854      發(fā)布時(shí)間:2017-2-22
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1 方法概述
  多環(huán)芳烴(PAHs)由2個(gè)或2個(gè)以上苯環(huán)以稠環(huán)方式相連的化合物,是煤、石油、木材、煙草、有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不*燃燒時(shí)產(chǎn)生的半揮發(fā)性碳?xì)浠衔铮瑥V泛存在于環(huán)境水體中,是一類(lèi)典型的持久性有機(jī)污染物,具有致癌、致畸變和致突變作用,是水環(huán)境重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一。
  水中PAHs的前處理方法有液液萃取法、固相萃取法(SPE)和固相微萃取法(SPME)等,但液液萃取法實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng),且需要大量試劑;SPME相較于SPE具有萃取相用量更少、對(duì)待測(cè)物的選擇性更高、溶質(zhì)更易洗脫,在一些突發(fā)情況下能夠作為一種快速有效的前處理方法。Mars-400 Plus便攜式GC-MS體積小、分析速度快且可單人背負(fù),將SPME技術(shù)與GC-MS相結(jié)合,能在zui短時(shí)間內(nèi)對(duì)水污染突發(fā)事故、大氣污染突發(fā)事故或食品安全事故等進(jìn)行快速分析檢測(cè),及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。
  因此本文采取SPME前處理方法,建立了便攜式GC-MS分析水中的萘、苊烯和苊等8種多環(huán)芳烴的分析方法。
2 主要儀器與試劑
  2.1 儀器
  Mars-400 Plus便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,聚光科技(杭州)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“聚光科技”);
  LTM DB-5ms 快速氣相色譜柱(5 m×0.1 mm×0.4 μm);
  SPME綜合前處理裝置:聚光科技;
  2.2 試劑
  標(biāo)準(zhǔn)樣品:濃度2000mg/L的8種多環(huán)芳烴標(biāo)樣
  2.3 材料
  微量移液器(10 μL);
  微量移液器(100 μL);
  微量移液器(1000 μL);
  SPME手柄:購(gòu)于Supelco公司;
  PDMS/DVB萃取頭:65μm,部分交聯(lián),藍(lán)色平頭;
  載氣:氦氣,純度>99.999%。
3 標(biāo)準(zhǔn)樣品配制
  3.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品儲(chǔ)備液配制
  取50μL 8種多環(huán)芳烴的有機(jī)物母液于5 ml容量瓶中,以乙腈為溶劑,定容,得到20mg/L的標(biāo)準(zhǔn)樣品儲(chǔ)備液。
  3.2 標(biāo)準(zhǔn)系列樣品溶液的配制
  取4個(gè)40 mL的樣品瓶,分別加入20 mL純凈水,再向各樣品瓶中分別加入0.5 μL、1 μL、2 μL、5 μL的標(biāo)準(zhǔn)樣品儲(chǔ)備液,配制成目標(biāo)化合物濃度分別為0.5 μg/L、1 μg/L、2 μg/L、5 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列樣品溶液,放入攪拌子,密封待測(cè)。利用固相微萃取技術(shù),由低濃度到高濃度依次萃取和分析,繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)。
4 樣品分析
  4.1 樣品分析條件

表 1 樣品分析條件

儀器條件

參數(shù)

參數(shù)條件

色譜條件

載氣流速

0.3 mL/min

分流比

15:1

進(jìn)樣口溫度

230 °C

氣質(zhì)接口溫度

250 °C

色譜柱升溫程序

60 °C保持0.5min,以20 °C /min升至180 °C,再以20 °C /min升至290 °C保持1min

質(zhì)譜條件

掃描范圍

4 5u-400 u(full scan)

離子阱溫度

150 °C

質(zhì)譜傳輸線(xiàn)溫度

220 °C

溶劑延遲

3 min

SPME綜合前處理裝置分析條件

樣品溫度

90 °C

老化溫度

250 °C

攪拌速度

1000 rpm

平衡時(shí)間

5 min

老化時(shí)間

2 min

萃取時(shí)間

20 min

  4.2 樣品分析步驟
  (1)打開(kāi)Mars-400 Plus便攜式GC-MS,并調(diào)試穩(wěn)定;
  (2)設(shè)定SPME綜合前處理裝置的分析條件,將標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液放入SPME綜合前處理裝置的加熱模塊中,預(yù)熱和平衡樣品;
  (3)將SPME萃取纖維插入老化口,點(diǎn)擊裝置上的老化按鈕,老化纖維2 min;
 ?。?)取樣品溶液,放入樣品瓶座中平衡;
 ?。?)待樣品溶液平衡完成,纖維老化完成后,將SPME插入樣品瓶中,使萃取纖維浸沒(méi)至液面下,點(diǎn)擊萃取界面的啟動(dòng)按鈕,此時(shí)磁力攪拌器啟動(dòng),進(jìn)行樣品攪拌萃?。?br /> ?。?)打開(kāi)主機(jī)的選擇方法界面,選擇固相微萃取進(jìn)樣方法,設(shè)定分析條件,激活方法,萃取完成后,將SPME手柄插入進(jìn)樣口,運(yùn)行方法;
 ?。?)按照步驟(2)至(5)從低到高分析標(biāo)準(zhǔn)系列樣品溶液,建立校準(zhǔn)曲線(xiàn)。當(dāng)樣品高低濃度交叉分析時(shí),需在中間插入樣品空白分析,降低殘留影響;
  (8)標(biāo)準(zhǔn)樣品分析完成后輸出分析報(bào)告,并進(jìn)行儀器維護(hù)。
5 結(jié)果與討論
  5.1 繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)
  按照章節(jié)4.2的樣品分析方法,從濃度低到濃度高分析標(biāo)準(zhǔn)系列樣品。本試驗(yàn)采用特征離子定量法進(jìn)行定量。以樣品濃度作為橫坐標(biāo),以樣品特征離子峰面積作為縱坐標(biāo),繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)曲線(xiàn)(圖1,表2)。

圖 1 水中8種PAHs總離子流圖

  注:1-萘;2-苊烯;3-苊;4-芴;5-菲;6-蒽;7-熒蒽;8-嵌二萘

表 2 水中8種PAHs的校準(zhǔn)曲線(xiàn)

序號(hào)

化合物名稱(chēng)

CAS NO.

保留時(shí)間/min

擬合方程

R

R2

1

91-20-3

4.554

Y=125531.9X+47480.67

0.999

0.999

2

苊烯

208-96-8

6.401

Y=93052.57X+23815.4

0.999

0.999

3

83-32-9

6.606

Y=120905.3X+41950.88

1.000

1.000

4

86-73-7

7.206

Y=75289.82X+32850.97

0.999

0.999

5

31055

8.312

Y=28588.58X+7298.261

0.996

0.994

6

120-12-7

8.369

Y=32334.32X+5507.684

0.998

0.997

7

熒蒽

206-44-0

9.692

Y=6584.474X+2299.299

0.997

0.994

8

嵌二萘

129-00-0

9.947

Y=4871.924X+2380.238

0.998

0.996

  圖 1是結(jié)合SPME進(jìn)行萃取后,便攜式氣質(zhì)聯(lián)用分析得到的8種PAHs的總離子流圖。表 2為8種PAHs的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),由表 2可以看出,8種PAHs的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性較好,相關(guān)系數(shù)(R)都在0.99以上。
  5.2 方法精密度
  分別采用低濃度0.5 μg/L和高濃度2 μg/L的8種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行6組平行對(duì)照試驗(yàn),計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,得到方法的精密度。

表 3 水中8種PAHs在濃度為0.5 μg/L的精密度分析結(jié)果

序號(hào)

物質(zhì)

CAS NO.

含量

RSD/%

1

2

3

4

5

6

平均值

1

91-20-3

0.589

0.478

0.589

0.427

0.488

0.346

0.486

19.38

2

苊烯

208-96-8

0.492

0.396

0.459

0.479

0.553

0.536

0.486

11.61

3

83-32-9

0.456

0.312

0.361

0.451

0.464

0.481

0.421

16.18

4

86-73-7

0.377

0.311

0.261

0.426

0.418

0.443

0.373

19.42

5

85-01-8

0.574

0.526

0.341

0.549

0.579

0.654

0.537

19.62

6

120-12-7

0.457

0.581

0.411

0.541

0.564

0.523

0.513

12.83

7

熒蒽

206-44-0

0.523

0.409

0.322

0.486

0.329

0.434

0.417

19.58

8

嵌二萘

129-00-0

0.557

0.371

0.391

0.428

0.374

0.386

0.418

17.04

表 4 水中8種PAHs在濃度為2 μg/L的精密度分析結(jié)果

序號(hào)

物質(zhì)

CAS NO.

含量

RSD/%

1

2

3

4

5

6

平均值

1

91-20-3

1.740

2.241

1.572

1.583

1.436

1.590

1.694

16.83

2

苊烯

208-96-8

1.613

2.176

1.829

1.775

1.842

1.694

1.822

10.65

3

83-32-9

1.777

2.261

1.927

1.848

2.025

1.795

1.939

9.41

4

86-73-7

1.776

2.115

2.130

2.174

2.297

1.892

2.064

9.33

5

85-01-8

1.517

2.018

2.009

1.852

2.084

1.624

1.851

12.57

6

120-12-7

1.654

2.067

2.058

2.032

2.083

1.491

1.898

13.57

7

熒蒽

206-44-0

1.500

2.069

2.252

2.256

2.549

2.045

2.112

16.58

8

嵌二萘

129-00-0

1.675

2.158

2.599

2.166

2.621

2.255

2.246

15.49

  如表 3所示,在濃度為0.5 μg/L時(shí),6組平行試驗(yàn)得到8種PAHs的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在20%以?xún)?nèi)。如表 4所示,在濃度為2 μg/L時(shí),6組平行試驗(yàn)得到8種PAHs的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在17%以?xún)?nèi),精密度良好。
  5.3 方法檢出限
  檢出限采用0.5 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)樣品在設(shè)定條件下進(jìn)樣分析,計(jì)算每種物質(zhì)對(duì)應(yīng)的信噪比,以3倍信噪比(S/N)計(jì)算。

表 5 結(jié)合SPME分析水中8種PAHs的方法檢出限

序號(hào)

物質(zhì)

CAS NO.

標(biāo)準(zhǔn)偏差

檢出限/μg/L

1

91-20-3

0.094

0.295

2

苊烯

208-96-8

0.066

0.207

3

83-32-9

0.073

0.229

4

86-73-7

0.071

0.223

5

85-01-8

0.097

0.305

6

120-12-7

0.06

0.189

7

熒蒽

206-44-0

0.075

0.236

8

嵌二萘

129-00-0

0.082

0.258

  如表 5所示,8種PAHs的檢出限在0.189~0.305 μg/L之間。
6 總結(jié)
  采用Mars-400 Plus便攜式GC-MS結(jié)合SPME前處理方法分析水中的多環(huán)芳烴,其線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)在0.99以上,高濃度和低濃度的RSD也都在20%以?xún)?nèi),檢出限也在0.189~0.305 μg/L之間,具有良好的精密度和檢出限。該方法操作簡(jiǎn)便、取樣量少、富集效率高、分析速度快,能在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析,適合對(duì)于一些應(yīng)急突發(fā)性污染事故進(jìn)行快速分析,及時(shí)反饋。

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