废水中有机污染物检测方案

i-Raman便携式拉曼光谱仪对多环芳烃进行快速分析 摘要：本文介绍了利用i-Raman便携式拉曼光谱仪，结合腐殖酸修饰的银纳米颗粒（HAs–Ag NPs）SERS基底对水中的多环芳烃等环境污染物进行检测。实验结果表明：i-Raman便携式拉曼光谱仪对水中的多环芳烃类的环境污染物的检测重复性好，污染物的浓度与峰强度的线性关系也比较良好，检出限低。蒽、荧蒽、芘和3,4 - 苯并芘的检出限（LOD）分别为4.8×10-7，1.3×10-7，5.5×10-7和1.3×10-8。便携式拉曼光谱仪结合可循环重复使用的SERS基底，应用于污染物的现场检测是很有前景的。 腐殖酸修饰的银纳米颗粒（HAs–Ag NPs） 图1 HAs–Ag NPs的合成步骤及PAHs的SERS检测示例图 多环芳烃定量分析结果 图2 PAHs不同浓度的SERS光谱（A）蒽：(a)5.8×10-7M, (b) 2.8×10-6M, (c) 1.4 ×10-5M, (d) 7.0×10-5M, (e) 3.5 ×10-4M, (f) 1.7 ×10-3M, (g) 8.0×10-3M;（B）荧蒽：(a) 8.3 ×10-7 M, (b)2.0 ×10-6 M, (c) 1.0 ×10-5 M, (d) 5.0×10-5 M, (e) 2.5×10-4 M, (f) 1.5×10-3 M, (g) 7.5×10-3 M；（C）芘：(a) 7.5 ×10-7 M, (b) 3.0 × 10-6 M, (c) 1.5 ×10-5 M, (d) 7.5×10-5 M, (e) 3.5×10-4 M, (f) 1.7×10-3 M, (g) 8.5×10-3 M；（D）3,4 - 苯并芘：(a) 8.5×10-8 M, (b) 1.2×10-7M, (c) 6.0×10-7 M, (d)3.0×10-6 M, (e) 1.5×10-5 M, (g) 7.5×10-5 M, (f) 3.5×10-4 M；峰强度与浓度对数的关系图：（E）蒽756cm-1和1561 cm-1，（F）荧蒽665cm-1和1097 cm-1，（G）芘401 cm-1和1236 cm-1，（H）3,4 - 苯并芘327 cm-1和1383 cm-1；每个数据点为三次平均之后的结果，误差标尺为相对标准偏差 从图2中可以看出，随着PAH浓度的增加，SERS信号的强度也不断增强，但是到达一定的浓度之后，信号强度却不再增强。分析原因，应该是PAH的浓度高至一定的浓度之后，HAs–Ag NPs的表面完全覆盖上了单层的PAH分子，导致PAH的SERS信号不再增强。图2（E）-（H）分别为蒽、荧蒽、芘和3,4 - 苯并芘信号强度与浓度之间的线性关系。蒽以756cm-1和1561 cm-1，荧蒽以665cm-1和1097 cm-1，芘以401 cm-1和1236 cm-1，3,4 -苯并芘以327 cm-1和1383 cm-1为定量分析峰。蒽（1561 cm-1）、荧蒽（1097 cm-1）、芘（1236 cm-1）、3,4 - 苯并芘（1383 cm-1）的最低检出限（LOD）分别为4.8 ×10-7M, 1.3×10-7 M, 5.5 ×10-7 M 和 1.3×10-8 M 。 污水中的PAHs的定量分析 在对标准溶液得到较好的定量分析结果之后，对实际样品中的PAHs进行定量分析。首先从河道内去一定量的污水（青春河，上海），经过预处理之后，以HAs–Ag NPs作为SERS基底进行检测，谱图中并没有PAHs的SERS峰图3（a），分析原因应该是是PAHs的浓度低于检出限。为了评价HAs–Ag NPs对PAHs的测试效果，往提取液中加入蒽、荧蒽、芘和3,4 - 苯并芘四种化合的混合溶液，最终的浓度为1.0 ×10-5M，采集得到的光谱为图3（b）所示，谱图中分别得到四种化合物的拉曼特征峰。根据线性关系计算蒽、荧蒽、芘和3,4 - 苯并芘的浓度分别为1.2 ×10-5 M, 0.8 ×10-5 M, 1.3 ×10-5M和 0.9 ×10-5M。说明对复杂的实际样品中进行定量分析的结果还是比较准确可靠的。实际样品中的基质的干扰也比较低。 图3（a）经过预处理后的污水的SERS光谱；（b）污水处理液中加有蒽，荧蒽，芘，3,4 - 苯并芘混合物的SERS光谱 致谢 在此衷心地感谢华东理工大学龙亿涛教授课题组提供的文献，才能跟大家分享便携式拉曼光谱仪结合新型的SERS基底对水中污染物进行定量分析的研究进展。 参考文献 [1] Lu-Lu Qu, Yuan-Ting Li, Da-Wei Li, Jin-Qun Xue, John S. Fosseyab,Yi-Tao Long, Humic acids-based one-step fabrication of SERS substrates for detection of polycyclic aromatic hydrocarbons, Analyst, 2013, 138, 1523–1528 | 1523.