前言
多環芳烴( PAHs)是廣泛存在于環境水體中的一類典型持久性有機污染物,是指由2個或2個以上苯環以稠環方式相連的化合物,是煤、石油、木材、煙草、有機高分子化合物等有機物不*燃燒時產生的半揮發性碳氫化合物,具有致癌、致畸變和致突變作用,是水環境重要的監測項目之一。迄今已發現有200多種PAHs,其中有相當部分具有致癌性,如苯并[α]芘,苯并[α]蒽等。美國環保局將16種母體PAHs列為優先污染物,我國將苯并[ a]芘(BaP)列為優先污染物,生活飲用水衛生國家標準(GB5749-2006)中規定BaP不得超過0.010ug/L, 而地表水國家標準(GB3838-2002) 中規定BaP的一級標準為0.002 8ug /L。已有不少文獻對水體中多環芳烴的前處理和分析方法做了研究。本文提供了一種前處理簡單、選擇性好、靈敏度高的水中多環芳烴檢測方法。
材料與方法
儀器與試劑:
儀器:Mars-6100氣相色譜-質譜聯用儀(聚光科技(杭州)股份有限公司)。
試劑:PAHs標注品(購自Sigma公司);色譜純正己烷和丙酮;分析純無水硫酸鈉和氯化鈉,在馬弗爐中400℃烘烤4小時,備用。
分析條件:
色譜條件:VF-5ms毛細管色譜柱30m×0.25mm×0.25um;進樣口溫度:280℃;升溫程序:100℃保持1min,10℃/min升至240℃,再20℃/min升至300℃,保持8min;載氣為高純氦氣(99.999%);流速1.2ml/min;進樣量1ul;分流比40:1。
質譜條件:EI,70eV電離;溶劑延遲3min;fullscan掃描質量范圍(45-300)amu。離子阱200℃;氣質接口300℃。
前處理方法:
用量筒量取水樣2000ml,加氯化鈉60g,置于2000ml分液漏斗中,并用10ml丙酮分三次清洗量筒內壁,清洗液倒入分液漏斗中,加正己烷50ml,搖勻后放氣,再在振蕩器上振搖5min,靜止30min(視分層情況定)中后,將正己烷相轉入250ml三角瓶中,再加25ml正己烷經行第二次、第三次萃取,操作同上。合并三次萃取液,加無水硫酸鈉10g,振搖后靜止10min中去除水分。干燥后的萃取液35℃旋轉蒸發儀濃縮至干,用正己烷定容至1ml,待GC-MS檢測。
加標回收實驗:
采用水樣加標回收實驗來驗證方法的靈敏度和精密度。空白水樣中添加多環芳烴標樣,添加水平為1ug/L,六次平行計算準確度和精密度。
結果與討論
二級質譜母離子選擇:
為消除基質干擾,提高檢測靈敏度,采用二級質譜掃描模式對樣品中的待測物質進行定性定量。采用碰撞誘導碎裂(CID)模式使母離子碎裂產生二級質譜。圖1為PAHs的MS/MS圖。每種化合物的特征母離子就是該物質的分子離子,通過考察其子例子的豐度比對每個色譜峰定性(見表1)。
圖1 16種PAHs的MS/MS圖
表1 16種PAHs母離子選擇
CID電壓選擇:
使用儀器的自動方法開發功能(AMD),在0.1-1.0V的范圍內對每種化合物的碰撞誘導碎裂(CID)電壓進行優化選擇。zui終確定的MS/MS*CID電壓見表2。
表2 16種PAHs碰撞誘導碎裂(CID)電壓(V)
方法靈敏度檢驗:
使用確定好的MS/MS方法,對其靈敏度進行檢驗,16種5ppb的PAHs標準溶液的信噪比見表3(進樣量1ul)。
表3 5ppb標準溶液的信噪比
校準曲線建立:
用20 ppb、40 ppb、60 ppb、80 ppb、100ppb標準溶液分別進樣,建立16種PAHs目標化合物的線性校準曲線。各目標化合物的線性曲線相關系數(R²)在0.9911-0.9992之間,RSD在4.82-9.76%之間。滿足檢測需求。
加標回收試驗:
對六個添加水平為1ug/L的空白水樣進行測定,回收率和RSD分別見表4和表5。
表4 加標回收試驗回收率(%)
結論
本實驗建立了一種水中多環芳烴的GC-MS/MS分析方法,結果表明MS/MS能有效消除水中的基質干擾,降低目標化合物的檢測限,同時該方法操作簡單、快速,具有較高的準確度和精密度,是水中多環芳烴一種比較理想的檢測方法。
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