土壤、地表水中38种多环芳烃检测方案(气质联用仪)

SSL-CA14-220Excellence in Science Excellence in ScienceGCMSMS-084 咨询电话：021-22013542上海市淮海西路570号红坊E楼http：//www.shimadzu.com.cn GC-MS/MS Smart MRM 环境数据库在环境样品筛查检测中的应用 GCMSMS-084 摘要：本文采用岛津公司 GCMS-TQ8040 三重四极杆串级气相色谱质谱仪，结合岛津 Smart 环境数据库，在无需标准品的情况下，建立 GC-MS/MS 法筛查环境样品如土壤、地表水中38种 PAHs 的 Smart MRM 方法。土壤和地表水样品通过前处理后，分别添加16种待筛查的 PAHs混标，采用 Smart MRM的方法对目标组分进行灵敏度和重现性考察。在5 ug/L浓度时，土壤和地表水中16种目标 PAHs 均能被筛查出，且组分响应信号高，信噪比为17.23~1568.33，完全满足日常检测中对环境样品的筛查分析。 多环芳烃(PAHs)是一类含有2个或2个以上苯环的典型持久性有机污染物，具有较强的致癌、致畸和致突变作用，在水体、土壤等各种环境介质中广泛存在，严重威胁人类健康，因此是全世界环境监测的重要有机污染物。 目前，检测 PAHs 的方法有气相色谱法、气相色谱质谱法、高效液相色谱-荧光法等。 实验部分 1.1仪器与试剂 试剂正己烷(色谱纯)、丙酮(色谱纯)、二氯甲烷(色谱纯)、无水硫酸镁、PSA、C18、NACl、无水硫酸钠。 1.2分析条件 色谱柱： Rxi-5SilMS， 30 mx0.25 mmx0.25 um 进样口温度：280℃ 进样方式：不分流进样 进样时间：1min 载气控制方式：恒线速度 本文利用岛津公司的GCMS-TQ8040结合岛津Smart MRM 环境数据库，在无需使用标准品的情况下，建立土壤、地表水中38种PAHs的同时筛查的检测方法。结果表明，岛津公司的GC-MS/MS 多反应监测 (MRM)方式，可有效去除基质干扰，获得较高灵敏度和较好的重复性。 载气线速度： 40cm/sec柱温程序：60℃(1min) 20℃ /min 200℃(1min)10℃ /min _310℃ (10 min)接口温度：280℃离子源温度：230℃溶剂延迟时间：4 min 采集模式： MRM 1.3样品前处理 (1)土壤样品： 土壤样品风干，过20目筛，采用 QuEChERS 方法按以下步骤处理土壤样品。 图1土壤基质样品QuEChERS前处理流程 待土壤空白基质处理完后，将16种待筛查的多环芳烃混标加入到空白基质溶液中，配制成相应浓度的基质混标溶液。 (2)地表水样品： 量取1L地表水样置于分液漏斗中，加入20 gNaCl，震荡待NaCl溶解后加入50 mL CH，Cl，震荡30 min，静置分层，将有机相转入旋蒸瓶中。水相重复萃取一次，合并有机相，并用无水硫酸钠脱水干燥。将萃取液于旋蒸仪旋蒸至近干，并用二氯甲烷定容至1 mL。 结果与讨论 2.1MRM参数 选取 Smart 环境数据库中多环芳烃建立 Smart MRM 方法，采集16种待筛查的多环芳烃混标数据，并利用AART功能，结合正构烷烃数据得到目标物的保留指数以及特征碎片离子等信息如表1所示。 表138种多环芳烃组分名称、保留指数及MRM参数 注：标*为16种待筛查目标PAHs。 2.2基质加标溶液中目标组分的灵敏度考察 分别用土壤基质、地表水基质溶液配制成浓度为 5 ug/L 的基质加标溶液，对其灵敏度进行考察，由于篇幅有限，图3和图4各列举了6种多环芳烃的质量色谱图。 Chrysene 图33土壤基质加标溶液(5 pg/L)中部分目标组分的质量色谱图 Fluoranthene Pyrene Benzo(g，h，i)perylene 图4地表水基质加标溶液(5 pg/L)中部分目标组分的质量色谱图 表2基质加标溶液中16种PAHs的峰面积和信噪比(5 ug/L) No 组分名称 峰面积 信噪比(Pto P) 土壤 地表水 土壤 地表水 1 Naphthalene 39627 800 1568.33 52.00 2 Acenaphthylene 241 181 17.23 16.90 3 Acenaphthene 261 218 17.44 19.00 4 Fluorene 549 428 49.30 28.31 5 Phenanthrene 2125 2092 118.75 162.11 6 Anthracene 460 457 34.00 29.22 7 Fluoranthene 3247 1302 180.45 55.57 8 Pyrene 3102 1046 117.60 45.71 9 Benz[a]anthracene 2061 828 80.33 33.43 10 Chrysene 2807 839 79.27 23.57 11 Benzo[b]fluoranthene 2465 577 76.57 23.54 12 Benzo[k]fluoranthene 1031 394 41.64 18.69 13 Benzo[alpyrene 1493 535 73.18 19.54 14 Dibenz[a，h]anthracene 468 410 19.67 18.10 15 [ndeno[1，2，3-cd]pyrene 1112 378 51.90 17.50 16 Benzo[ghi]perylene 1328 485 70.00 17.42 2.1标准曲线 使用土壤基质溶液分别配制浓度为5、10、20、50、100 ug/L 的混合标准溶液。以浓度作为横坐标，峰面积作为纵坐标，绘制外标曲线，部分目标组分的标准曲线如图5所示。 12500 10000- 7500- 5000 2500- 图515部分目标组分标准曲线 根据 5 ug/L 标准溶液数据，计算方法检出限(3倍信噪比计算)，检出限和标准曲线相关系数如下表3所示。 表3 16种多环芳烃相关系数及检出限 No. 组分名称 相关系数 LOD No. 组分名称 相关系数 LOD (ug/L) (ug/L) 1 Naphthalene 0.9992 0.0096 9 Benz[a]anthracene 0.9995 0.1867 2 Acenaphthylene 0.9979 0.8706 10 Chrysene 0.9997 0.1892 3 Acenaphthene 0.9997 0.8601 11 Benzo[b]fluoranthene 0.9994 0.1959 4 Fluorene 0.9981 0.3043 12 Benzo[k]fluoranthene 0.9995 0.3602 5 Phenanthrene 0.9978 0.1263 13 Benzo[a]pyrene 0.9996 0.2050 6 Anthracene 0.9992 0.4412 14 Dibenz[a，h]anthracene 0.9990 0.7626 7 Fluoranthene 0.9980 0.0831 15 Indeno[1，2，3-cd]pyrene 0.9981 0.2890 8 Pyrene 0.9996 0.1276 16 Benzo[ghi]perylene 0.9995 0.2143 2.4重复性 对0.05 ug/mL 的土壤基质加标样品，重复进样6次，各组分保留时间及峰面积的 RSD 如表4所示。 表4重复性试验结果(n=6) No. 组分名称 保留时间 峰面积 No. 组分名称 保留时间 峰面积 RSD(%) RSD(%) RSD(%) RSD(%) 1 Naphthalene 0.009 2.291 9 Benz[a]anthracene 0.007 1.342 2 Acenaphthylene 0.007 2.764 10 Chrysene 0.009 2.711 3 Acenaphthene 0.005 2.659 11 Benzo[b]fluoranthene 0.010 2.934 4 Fluorene 0.010 4.592 12 Benzo[k]fluoranthene 0.008 1.918 5 Phenanthrene 0.006 1.768 13 Benzo[a]pyrene 0.004 2.058 6 Anthracene 0.008 2.440 14 Dibenz[a，h]anthracene 0.009 3.452 7 Fluoranthene 0.006 1.789 15 Indeno[1，2，3-cd]pyrene 0.009 4.359 8 Pyrene 0.004 2.347 16 Benzo[ghi]perylene 0.006 1.645 2.5回收率试验 将16种PAHs 混溶溶液添加到土壤基质中，按照样品前处理方法制备，样品中加标浓度为 0.1 mg/kg， 平行制样3次，回收率结果见表3。 表3样品加标回收率结果 No. 化合物名称 回收率(%) 平均值(%) RSD% 1 2 3 (n=3) 1 Naphthalene 91.32 87.97 90.25 89.84 1.90 2 Acenaphthylene 90.84 86.75 87.57 88.38 2.44 3 Acenaphthene 92.91 87.35 89.69 89.98 3.10 4 Fluorene 92.96 91.37 91.93 92.08 0.87 5 Phenanthrene 98.36 98.04 98.06 98.15 0.18 6 Anthracene 96.59 99.53 92.77 96.29 3.51 7 Fluoranthene 95.50 97.40 92.53 95.14 2.57 8 Pyrene 93.51 93.30 92.04 92.95 0.85 9 Benz[a]anthracene 89.35 90.75 89.64 89.91 0.82 10 Chrysene 84.81 86.54 81.25 84.20 3.20 11 Benzo[b]fluoranthene 87.43 74.22 84.52 82.05 8.45 12 Benzo[k]fluoranthene 91.41 90.80 89.53 90.58 1.05 13 Benzo[apyrene 89.12 88.99 87.49 88.53 1.02 14 Dibenz[a，h]anthracene 94.03 91.56 89.65 91.74 2.39 15 Indeno[1，2，3-cd]pyrene 87.60 88.17 83.91 86.56 2.67 16 Benzo[ghi]perylene 88.70 87.15 84.56 86.80 2.40 结论 在无需标准样品情况下，采用岛津公司 GCMS-TQ8040三重四极杆串级气相色谱质谱仪建立同时筛查土壤、地表水中38种多环芳烃的分析方法。该方法样品前处理简单，在5 ug/L 基质加标溶液中，16种待筛查的目标组分均能被检出，且各组分响应信号高，重现性好。该方法操作简单便捷，分析速度快，适合环境样品多组分的同时定性定量分析。 岛津全球应用技术开发支持中心  多环芳烃（PAHs）是一类典型持久性有机污染物，具有较强的致癌、致畸和致突变作业，在各种环境介质中广泛存在，是全世界环境监测的重要有机污染物。作者采用岛津公司GCMS-TQ8040三重四极杆气质联用仪，结合岛津Smart MRM数据库环境污染物版，在无需标准品的情况下，建立GC-MS/MS法筛查环境样品如土壤、地表水中38种PAH。土壤和地表水样品通过前处理后，分别添加16种待筛查的PAHs混标，采用Smart MRM的方法对目标组分进行灵敏度和重现性考察。在5 µg/L基质加标水平下，土壤和地表水中16种目标PAHs均能被筛查出，且组分响应信号高，信噪比为17.23~1568.33，完全满足日常检测中对环境样品的筛查分析。