土壤和沉积物中PCB44检测方案(固相萃取仪)

Preekem 全自动固相萃取-气相色谱串联质谱联用法检测沉积物中的多氯联苯 编号： ENET160108 摘要：参考《HJ 743-2015土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱-质谱法》标准，建立了利用全自动固相萃取仪结合气相色谱串联质谱联用法检测沉积物中多氯联苯的方法。样品用(1+1)丙酮-正己烷溶液萃取，铜粉脱硫，弗罗里硅土柱除杂净化，质谱检测器检测。结果表明回收率良好，重现性高。 关键词：沉积物，多氯联苯， EXTRA， GC-MS/MS 1引言 多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls， PCBs) 是一组由多个氯原子取代联苯分子中氢原子而形成的氯代芳烃化合物，共有209种同系物，结构通式见图1。 图1多氯联苯结构通式 PCBs 可作为变压器和电容器内的绝缘流体，在塑料中做增塑剂等，主要通过工业废水和废弃物的排放，污水处理时的泄露、垃圾堆放场沥滤液渗漏、含 PCBs的生活垃圾焚烧和工业焚烧进入环境。各种来源的有机氯污染物以多种方式进入河流水系和土壤环境，多数最终在河口地区进入海域或沉积在土壤和沉积物中。进入环境中的 PCBs 持久存在于土壤、沉积物环境中，被植物和水生生物吸收，通过食物链传递和富集。PCBs 是典型的具有内分泌干扰物性质的持久性有机污染物，由于亲脂性强，易在脂肪组织中蓄积，，可能导致皮肤和肝脏损害、人体内分泌紊乱、致癌和神经性疾病等，还可通过母体传递给子体，使子体生长发育迟缓、智商偏低、畸形等[1，2]。 本文参考《HJ 743-2015土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱-质谱法》[]，建立了利用全自动固相萃取仪(EXTRA)结合气相色谱-串联质谱联用 (Gas Chromatography - Tandem Mass Spectrometry， GC- MS/MS)检测沉积物中多氯联苯残留量的方法。在(1+1)丙酮-正己烷提取后，选用EXTRA全自动固相萃取仪， 自动完成 SPE 柱活样、样品上样、淋洗、收集等步骤，收集液再氮吹浓缩、溶剂转换、定容后，用GC-MS/MS 检测。 2试剂、仪器及器材 2.1试剂 丙酮、正己烷、二氯甲烷：色谱纯级； (1+1)丙酮-正己烷； (1+9)丙酮-正己烷； (1+1)二氯甲烷-正己烷； 无水硫酸钠：分析纯，使用前经450℃灼烧4h； 铜粉：分析纯，使用前先用50%盐酸洗净，再用超纯水洗去残留酸，最后用丙酮清洗，氮气吹干，保存于正己烷中； 100 ug/mL多氯联苯标准储备液：分别准确称取标准品 1 mg， 于10mL容量瓶中，用正己烷溶解并稀释至刻度，配制成浓度为 100 ug/mL 的农药标准储备液，-20℃以下保存；配制 1 ug/mL 多氯联苯标准使用液； 标准工作曲线：用1 pg/mL多氯联苯标准使用液配制标准系列，浓度为 10 ug/L、20 ug/L、50 ug/L、100ug/L、200ug/L， 并分别加入内标液。 实验用水均为超纯水(电导率=18.2MQcm)， 取自 Milli-Q制水机(Millipore， USA)。 2.2仪器及器材 固相萃取柱：弗罗里硅土，1000mg /6mL，上海安谱公司； 全自动固相萃取仪： EXTRA，上海屹尧仪器科技发展有限公司； 气相色谱-串联质谱联用仪： Trace 1310-TSQ 8000 Triple Quadrupole MS， Themol Fish Scientific， USA；分析天平；旋涡混合仪；超声波清洗仪；离心机；氮吹仪；移液枪； 离心管；梨形瓶；玻璃滴管；收集管；样品管； 实验中所用玻璃器皿使用前均经450℃高温灼烧4h后冷却备用。 3实验方法 3.1前处理方法 3.1.1提取 称取冷冻干燥后的沉积物样品 2.00g(精确至0.01g)样品，置于80 ml离心管中，加入5g无水硫酸钠、2g铜粉混匀，加入一定量的目标物、替代物，放置过夜。加入20 mL(1+1)丙酮-正己烷，振荡混匀，超声辅助萃取 15 min， 4000 r/min 离心 10 min， 取上清液于100mL梨形瓶，残渣加入20 mL (1+1)丙酮-正己烷，重复萃取1次，合并萃取液与梨形瓶中，于旋转蒸发仪上浓缩，并转溶至5 mL正己烷中。 3.1.2净化 弗罗里硅土柱预先用 8 mL 正己烷活化，保持柱体湿润，取萃取液过柱，流速约0.8mL/min， 并以5mL 正己烷润洗进样管1次，将润洗液移入萃取柱，待柱中液体流尽后，先用2mL(1+9)丙酮-正己烷溶液淋洗萃取柱，浸润1 min， 并收集所有流出物，再用10mL(1+9)丙酮-正己烷、10mL (1+1)二氯甲烷-正己烷洗脱萃取柱，收集所有流出物。具体程序见表1。 3.1.3定容 将收集到的液体在30℃水浴中氮吹蒸发至约1mL，期间加入正己烷进行溶剂转换，使样液体积约0.5 mL， 加入内标物，最后用正己烷定容至1.0ml，待进样。 表1全自动固相萃取仪检测沉积物中的多氯联苯净化程序 动作 位置 溶剂 体积 抽溶剂速度 打溶剂速度 (mL) (mL/min) (mL/min) 清洗 外壁 正己烷 10 120 120 活化1 正己烷 3 20 0.5 活化2 正己烷 5 20 上样 样品 5.5 10 0.8 稀释 正己烷 5 20 2 上样 样品 5.5 20 0.8 清洗 正己烷 10 120 120 淋洗并收集 (1+9)丙酮-正己烷 2 20 0.5 洗脱 (1+9)丙酮-正己烷 10 20 (1+1)二氯甲烷-正己烷 10 20 3.2检测方法 3.2.1色谱条件 色谱柱为 DB-5 MS 石英毛细管柱 (Agilent Technologies， USA)， 长度50m， 内径0.25mm， 涂层厚度0.25 um；载气为高纯氦气，恒流模式，流速1.2 mL/min； 进样口温度280℃，不分流进样，进样量2.0UL. 柱温箱升温程序：初始温度80℃，保持2 min；10℃/min 升至220℃，保持2 min； 再以10 ℃/min升至280℃，保持2 min； 最后以10℃/min 升至 300℃，保持15 min，；共计 43 min. 3.2.2质谱条件 电子轰击电离源(EI)， 70eV，离子源温度300℃，传输线温度300℃；发射电流25uA；碰撞气为高纯氦气；采用选择反应监测(SRM)模式。质谱 MRM 采集参数、目标物标准品的工作曲线线性范围及相关系数见表2，谱图见图2. 图227种PCBs 的 SRM谱图 4结果与讨论 4.1基底加标回收率及精密度 在(2.00±0.01)g空白样品中添加一定量的标准混合溶液，使样品中目标物的量达到 50ng/g， 考察方法的回收率和重现性。采用外标法对样品进行计算，加标回收率、相对标准偏差如表2所示。 表2目标物的 GC-MS/MS SRM 参数、线性范围、线性相关系数、回收率及相对标准偏差 4.2样品检测结果 按照本文所述方法对实际样品进行分析，空白基底干净(见图3)，加标样品(见图4)回收率在 89.4%-131.9%之间，相对标准偏差在2.8%-6.3%之间，大部分目标物回收率良好，重复性好，满足检测需求。 图3空白样品谱图 图4加标样品谱图 5结论 本方法采用丙酮-正己烷对沉积物中多氯联苯进行提取，全自动固相萃取进行样品净化，有效地去除了样品中的干扰成分，然后利用气相色谱-串联质谱联用进行检测。检测结果表明，该方法回收率符合要求，重现性高。 ( 参考文献 ) ( [1]刘静，崔兆杰，许宏宇.土壤和沉积物中多氯联苯(PCBs)的环境行为研究进展[J].山东大学学报，2006， 36(5)：94-98. ) ( [2]刑颖，吕永龙，刘文彬，等.中国部分水浴沉积物中多氯联苯污染物的空间分布、污染评价及影响因素 分析[J].环境科学，2006，27(2)：228-234. ) ( [3] 《HJ 743-2015 土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱-质谱法》. )