陳 雙 杜麗萍 劉 瑩
(天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院,天津,300384)
多氯聯(lián)苯(polychlorobiphenyls,PCBs)是含氯的聯(lián)苯類化合物,依據(jù)氯取代位置和數(shù)量的不同,多氯聯(lián)苯有209種異構(gòu)體。它是無色透明油狀液體,黏性隨取代氯的數(shù)量的增加而增大,不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,具有耐高溫、耐酸堿、不易分解等特點。全球八大環(huán)境問題之一就是POPs(持久性有機(jī)污染物)的污染,PCBs就是12類POPs中的一類。近一個世紀(jì)以來,PCBs已通過大氣沉降、淋溶、工業(yè)廢水排放等途徑進(jìn)入環(huán)境中[1]。謝武明等[2]采用液液萃取法從城市污水中提取出9種PCBs,測得PCBs總量的平均值為 0.0235 μg/L (10-8級),而 10-9量級的PCBs就可能對人體造成危害[3],因此PCBs在斯德哥爾摩公約中被提出嚴(yán)禁使用,但由于其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,難降解,加之全球遷移等因素,使得直到今天多氯聯(lián)苯仍廣泛存在于大氣、水體、土壤中,甚至,在母乳、雞蛋中也發(fā)現(xiàn)了多氯聯(lián)苯的存在[4-5]。目前,隨著一些再生紙制品的生產(chǎn),也有可能引入多氯聯(lián)苯。因此檢測PCBs對于控制其危害十分重要,本實驗確立了紙制品中7種多氯聯(lián)苯物質(zhì)為檢測目標(biāo)物,具體污染物見表1。
表1 7種多氯聯(lián)苯類物質(zhì)
美國瓦里安公司GC 3800-Saturns 2000氣相色譜質(zhì)譜儀。
正己烷,分析純,購自天津光復(fù)精細(xì)化工研究所。
多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)溶液:7種多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)溶液購自百靈威公司。
色譜柱:30 m×0.25 mm (內(nèi)徑)×0.25(膜厚)DM-5 ms石英毛細(xì)柱或相當(dāng)者;
柱溫程序:開始溫度為100℃,保持2 min→15℃/min升溫至180℃→3℃/min升溫至240℃,并保持1 min;
進(jìn)樣口溫度:300℃;
色譜-質(zhì)譜接口溫度:280℃;
離子阱溫度:225℃;
載氣:高純氦氣,純度≥99.999%,1.0 mL/min;
電離方式:EI;
電離能量:70 Ev;
進(jìn)樣方式:無分流進(jìn)樣;
進(jìn)樣量:1μL;
溶劑延遲時間:12 min。
稱取試樣0.5 g,使用10 mL正己烷做為提取液,超聲提取1 h。離心后,取上清液,再用正己烷8 mL分2次對試樣超聲提取,每次30 min,每次超聲后,離心,取上清液,合并上清液,氮氣吹干,用正己烷重新定容到10 mL,之后上機(jī)測定。
本實驗參照GB/T 5009.190-2006確定了應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測多氯聯(lián)苯的色譜和質(zhì)譜方法及條件。本實驗最初設(shè)定的程序升溫是:開始溫度為100℃,保持2 min→15℃/min升溫至180℃→3℃/min升溫至240 ℃→10℃/min升溫至285℃并保持10 min,后發(fā)現(xiàn)七氯聯(lián)苯在26.5 min左右已經(jīng)出峰,且溫度為:237℃。故將程序升溫設(shè)定為:開始溫度為100℃,保持2 min→15℃/min升溫至180℃→3℃/min升溫至240℃,保持1 min。
圖1 7種多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖
表2 7種多氯聯(lián)苯相對分子量、特征離子及保留時間
應(yīng)用本方法對多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分析,根據(jù)多氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)的總離子流色譜圖和相應(yīng)的質(zhì)譜圖確立了定量和定性離子。7種多氯聯(lián)苯類物質(zhì)的色譜圖及特征離子、保留時間見圖1及表2。定量方法采用外標(biāo)法定量。
圖2 低到高濃度的色譜圖
圖3 7種多氯聯(lián)苯的選擇離子檢測色譜圖
多氯聯(lián)苯類物質(zhì)的萃取常用有索氏提取法、加速溶劑萃取法等。快速溶劑萃取系統(tǒng)是近年來新出現(xiàn)的PCBs提取方法,提取速度快,加標(biāo)回收率高,其缺點是需要昂貴儀器設(shè)備,并且加速溶劑萃取對樣品狀態(tài)有一定限制?;诖?,本實驗對稱樣量、提取液的用量、提取時間等前處理參數(shù)進(jìn)行了試驗,選擇了合適的前處理條件。由于樣品吸水性較強,稱樣量為1 g時,正己烷需加入較多,而改稱樣量為0.5 g,加10 mL提取液,同時反復(fù)多次提取,能夠得到較好的實驗結(jié)果,考慮到超聲時間長將有利于目標(biāo)物的提取,但由于提取液正己烷是有機(jī)溶劑,超聲時間又不宜過長,因此分別設(shè)為1 h和30 min。
表4 多氯聯(lián)苯GC-MS檢測方法加標(biāo)回收結(jié)果
配置5個系列濃度的多氯聯(lián)苯混合標(biāo)準(zhǔn)樣品,分別為 0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L。在優(yōu)化并確立的色譜條件下進(jìn)行校正工作曲線實驗。圖2為低到高濃度的色譜圖。圖3為PCBs二級掃描色譜圖。線性方程及相關(guān)系數(shù)、方法檢出限見表3。
采用所建立的前處理方法,對樣品添加2個水平,進(jìn)行6次加標(biāo)回收試驗,結(jié)果見表4,從表中可以看出,添加水平的回收率在64%~95%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在7.9%~14.3%之間,說明方法的回收率和精密度良好。
本方法采用GC-MS同時定性、定量檢測紙制品中的7種PCBs,具有樣品前處理方法操作易行,雜質(zhì)干擾少,色譜分離良好等特點。靈敏度,回收率及精密度均能達(dá)到分析要求,適用于紙制品中PCBs的測定。
[1]韓剛,王靜.多氯聯(lián)苯在多介質(zhì)環(huán)境中的污染狀況[J].能源環(huán)境保護(hù),2005,19(3):9-12.
[2]謝武明,胡勇有.城市污水中PCBs的分析及其QA/QC 研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2005,21(3):35-39.
[3]黃冬梅,于慧娟,沈曉盛.微波降解水相中的多氯聯(lián)苯[J].化工進(jìn)展,2008,27(7):1085.
[4]韓關(guān)根,盧苗貴,樓曉明,等.次生環(huán)境多氯聯(lián)苯污染水平監(jiān)測及富集趨勢研究 [J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué),2006,18(4):1-3.
[5]安瓊,董元華,王輝,等.長江三角洲典型地區(qū)農(nóng)田土壤中多氯聯(lián)苯殘留狀況 [J].環(huán)境科學(xué),2006,27(3):528-532.