氣相色譜法測定淡水養殖區底質中的五氯酚

時間：2022-10-05 19:54:28 大專畢業論文我要投稿

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氣相色譜法測定淡水養殖區底質中的五氯酚

　　氣相色譜法測定淡水養殖區底質中的五氯酚【1】

　　摘要：采用氣相色譜確立了1種持久性有機污染物五氯酚在淡水養殖區底質中的檢測方法。

　　比較了不同提取試劑、不同提取方法、不同提取時間淡水養殖區底質中五氯酚的加標回收率。

　　用SPSS16.0統計軟件中的廣義線性模型進行統計分析。

　　結果表明：以正己烷：丙酮=1：1為溶劑，超聲波提取法提取底質中的五氯酚，提取時間為5min，外標法定量，經氣相色譜法-ECD檢測器測定回收率最好。

　　五氯酚在0.8-80?g/L范圍內，其濃度與色譜峰面積有很好的線性關系。

　　相關系數為0.997，檢出限為2.93?g/kg。

　　在8?g/kg、40?g/kg、160?g/kg 3個濃度水平，平均添加回收率為81.3%～91.1%，相對標準偏差為1.21%～1.63%，定量檢出限為7.79?g/kg。

　　方法準確度和精密度較好，滿足淡水養殖區底質中五氯酚殘留量監測的要求。

　　關鍵詞：有機污染物;五氯酚;底質;氣相色譜法;加標回收率

　　五氯酚，又稱五氯苯酚(pentachlorophenol，簡稱PCP)常被用作殺蟲劑、防腐劑和除草劑等。

　　PCP揮發性很低，難以通過空氣遷移。

　　在通常條件下不被氧化，也難于水解，但容易光解和被生物降解。

　　包括我國在內的許多國家將PCP列為環境優先監測污染物之一，目前已經基本停止使用，但因為其殘效期長，屬于對水域環境有嚴重破壞又難以修復的藥物，所以迅速準確地測定養殖池塘泥中PCP的殘留量，以及采取相應的修復措施對于保證水產品質量和人類健康具有重要的意義。

　　關于土壤中五氯酚的檢測方法雖然很多，但僅限于農田、紅壤、江河湖泊底泥、植物園土壤、砂壤土、標本庫等檢測[1～12]。

　　本文以淡水養殖區底質為研究對象，確立了一套合適的檢測五氯酚的方法。

　　1 材料與方法

　　1.1 主要儀器與試劑

　　CP3800氣相色譜儀(美國，Varian公司)、色譜柱類型：CP8751(30m×0.25mm×0.39mm)、調速多用振蕩器(金壇市宏華儀器廠)、超聲波振蕩器、高速分散均質機(上海標本模型廠)、脫水柱、50mL離心管、50mL容量瓶、1.00mL胖度吸管、125mL分液漏斗等。

　　五氯酚標準溶液(1.00mg/mL，2mL/支，中國計量科學研究院)、甲醇、正己烷、丙酮均為色譜純(美國，Tedia公司)、乙酸酐(分析純，上海凌峰化學試劑有限公司)、濃硫酸(優級純，中國巨化集團公司)、碳酸鉀(分析純，宜興市第二化學試劑廠)、無水硫酸鈉(分析純，上海試四赫維化工有限公司)，使用前在650℃灼燒4h，取出冷卻后，置干燥器中備用。

　　1.2 實驗方法

　　1.2.1 色譜條件

　　進樣口溫度：250℃，ECD檢測器溫度：300℃，升溫程序：140℃保持2min，以10℃每分鐘的速度升高到200℃保持4min，柱流速：2.0mL/min，尾吹：30mL/min，進樣量：1.0?l。

　　1.2.2 標準曲線的制作

　　將安剖瓶中2mL的五氯酚標準溶液全部轉移至50mL容量瓶中，用甲醇潤洗安剖瓶5次，將潤洗液轉移至容量瓶中，再定容至刻度線。

　　此時五氯酚濃度為40mg/L。

　　再取1.00mL40mg/L五氯酚于50mL容量瓶中，用甲醇定容至50mL，則五氯酚濃度為0.8mg/L。

　　在裝有20mL0.1mol/L碳酸鉀溶液的7個125mL分液漏斗中分別加入0、5、10、50、100、250、500μl0.8mg/L的五氯酚標準使用液，混勻。

　　加入1.0mL乙酸酐，振搖5min后加入5mL正己烷，振搖5min，靜置分層后棄去水相，收集正己烷相。

　　正己烷相經無水硫酸鈉脫水后定容至5.0mL。

　　得到濃度為0.0μg/L、0.8μg/L、1.6μg/L、8μg/L、16μg/L、40μg/L、80μg/L的五氯苯乙酸酯標準系列溶液。

　　1.2.3 樣品的準備

　　取湖州淡水養殖區的底質(土壤或泥樣)，稱取重量，記錄。

　　然后將稱取過重量的底質放入105℃烘箱中過夜烘干、冷卻、稱重。

　　再重復烘干、冷卻、稱重，直到烘干樣品達到恒重(2次稱量結果差別不超過0.001g)。

　　通過烘干前樣品重量減去烘干后樣品重量計算水分含量，從而得出1.00g干重樣品相當于濕重樣品的重量。

　　稱取5份相當于1.00g風干土重的底質于50mL離心管中。

　　2份作為空白，3份加標，加標量分別為10μl、50μl、200μl 0.8mg/L的五氯酚標準溶液。

　　1.2.4 五氯酚的提取

　　1.2.4.1 提取試劑和方法的選擇

　　取1.2.3的樣品，加1mL 50%濃硫酸，加10mL正己烷或正己烷：丙酮=1：1，分別采用高速分散均質法(1min)、超聲波法(30min)、振蕩法(30min)提取五氯酚，靜置5min，取5mL上清液。

　　再加10mL相同溶劑，同樣方法提取五氯酚，靜置5min，取5mL上清液。

　　合并上清液。

　　加0.1mol/L碳酸鉀10mL振蕩反提取2次，棄去有機相，取下層水相。

　　加1mL乙酸酐，振蕩5min，加入5mL正己烷，振蕩5min，取上清液。

　　用無水硫酸鈉脫水，定容至5.0mL。

　　1.2.4.2 得出最佳提取方法

　　比較2種試劑和3種方法進行五氯酚提取的加標回收率，得出最佳提取方法。

　　1.2.5 數據處理

　　用SPSS16.0統計軟件中的廣義線性模型(General linear Model)進行方差分析，按α=0.05水準，廣義線性模型p值=0.000，說明模型有統計學意義。

　　1.3 方法的評價

　　通過線性范圍和檢出限、精密度和準確度來確定本方法是否符合農藥殘留檢測的要求。

　　2 結果與討論

　　2.1 提取試劑的確定

　　提取五氯酚的加標回收率如表1和表2：　　由表1可以看出：以正己烷：丙酮=1：1為溶劑提取的五氯酚溶液加標回收率明顯高于正己烷為溶劑的回收率。

　　這與孫磊等的研究結果相同。

　　在pH近于五氯酚解離常數的土壤中，五氯酚可以離子態和分子態存在，在土壤溶液中，兩者的比例近乎相等。

　　但是在土壤膠體表面，由于H+的積累，使膠體表面的酸性遠高于土壤溶液[13]。

　　由于土壤表面帶有電荷，呈極性，使得非極性的正己烷很難進入土壤孔隙和表面，提取出五氯酚。

　　適當增加溶劑的極性，可大幅提高萃取效率和回收率。

　　所以選擇以正己烷：丙酮=1：1為溶劑提取底質中的五氯酚。

　　由表2可知：隨著加標量的增加，五氯酚的回收率有所增加，這說明低濃度的五氯酚殘留更難提取。

　　2.2 提取方法的確定

　　不同提取方法的加標回收率見表3：

　　據表3，五氯酚的加標回收率由高到低分別為：超聲波法、高速分散均質法、振蕩法。

　　振蕩提取在于將樣品混合均勻，大幅度加大液體的流動性，從而提高提取效率，方法本身而言不對樣本有多大傷害，但是從實驗結果來看，回收率不高。

　　超聲提取在于將樣品粉碎破壞，打破樣品的本體，對其進行深度提取。

　　高速分散均質也是將樣品粉碎破環，進行深度提取，但是它比超聲提取產生的溫度要高很多，容易導致溶劑和農藥的揮發和分解，所以加標回收率反而是3者中最低。

　　所以選擇超聲波法進行提取。

　　2.3 最佳提取方法條件的優化

　　通過以上步驟，已經初步確定最佳提取方法為以正己烷：丙酮=1：1為溶劑，進行超聲波提取。

　　接下來對不同超聲提取時間的加標回收率進行了比較。

　　具體結果見表4。

　　由表4可以看出：最佳提取試劑是5min，低于5min提取不完全，回收率偏低。

　　高于5min，隨著時間的增加，回收率逐漸減少。

　　由此推斷：隨著超聲提取試劑的增加，5min之后，溫度的升高導致了農藥和溶劑的揮發和分解。

　　2.4 方法的評價

　　2.4.1 線性范圍和檢出限

　　根據1.2.1制作標準曲線，得出：Y=1.9740e4x+1.1563e4，R=0.997，RSD=12.84%。

　　實驗表明：在0.8～80?g/L范圍內，五氯酚濃度與色譜峰面積有很好的線性關系。

　　以3倍基線噪音計，檢出限為2.93?g/kg。

　　說明本方法適用于底質中五氯酚的定量分析。

　　圖1 五氯苯乙酸酯的氣相色譜圖

　　2.4.2 精密度和準確度

　　采用正己烷：丙酮=1：1為試劑，超聲波法提取5min，其余步驟按1.2.4。

　　1進行，每個濃度重復提取3次，五氯酚的方法回收率和相對標準偏差見表5。

　　據表5，樣品的平均加標回收率為81.3%～91.1%，符合農藥殘留分析要求[14]。

　　樣品的相對標準偏差為1.21%～1.25%，說明方法的精密度較好[15]，定量檢出限為7.79?g/kg。

　　3 結論

　　通過以上實驗可知，采用超聲對底質中的五氯酚進行提取，以正己烷：丙酮=1：1為溶劑，提取時間為5min可以達到很好的回收率。

　　本方法準確度和精密度較好，符合農藥檢測要求。

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　　氣相色譜―質譜法測定地表水中的五氯酚【2】

　　【摘要】本文建立了氣相色譜-質譜檢測地表水中五氯酚殘留量的方法，選擇性離子掃描模式檢測，在20～100μg/L范圍內呈現良好的線性關系，相關系數為0.9998，在20、30μg/L添加水平下，敵敵畏的加標回收率在97.8%～101.2%之間，方法的檢出限為5.0μg/L，該方法靈敏度高，分離效果良好，能有效地消除復雜基質帶來的干擾，可以作為地表水中五氯酚殘留量的檢測和確證方法。

　　【關鍵詞】氣相色譜-質譜法;五氯酚;地表水

　　0 引言

　　近年來，農藥殘留對于地表水的影響呈上升趨勢，快速準確的對其殘留進行定性定量分析日益受到人們的關注，氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)是鑒定農藥殘留及其代謝產物的有效手段，具有快速、準確、靈敏、檢出限低的特點，本文應用氣質聯用儀建立了五氯酚的檢測方法，測定結果令人滿意。

　　五氯酚是毒性物質，通常作為除草殺蟲用劑，被廣泛應用于農業生產中，在消滅害蟲的同時，也給環境帶來了不利的影響，尤其是它的殘留進入地表水，給人畜飲水及用水帶來了危害，對地表水中含有的五氯酚進行檢測是非常必要的。

　　1 實驗部分

　　1.1 儀器及試劑

　　氣相色譜(Trace GC Ultra)-質譜(DSQⅡ)聯用儀(Thermofisher公司);甲醇(色譜純);TRACE TR-WaxMS高溫石英毛細管色譜柱(30m×0.25mmID，0.25μm film);五氯酚標準溶液(1000mg/L，國家環保局標準物質研究所);超純水由Millipore超純水機制備。

　　1.2 氣相色譜-質譜條件

　　載氣：高純He;載氣流量控制方式：壓力控制;流速：1.0mL/min，恒流模式，進樣量1μL，不分流進樣;數據采集和處理：N2000軟件工作站。

　　進樣口溫度：250℃，質譜檢測器溫度180℃;離子源：電子轟擊離子源(EI);電子能量：70eV;傳輸線溫度150℃;檢測模式;選擇離子掃描模式檢測，掃描特征離子m/z：264，266，268;溶劑延遲3分鐘。

　　升溫程序：初始溫度40℃，保持1min，10℃/min升至110℃，保持1min，然后10℃/min升至220℃，保持1min;五氯酚的出峰時間為18.85min.

　　1.3 五氯酚標準溶液的配制

　　分別取1000mg/L五氯酚標準溶液200、500、1000uL于10mL棕色容量瓶中，用甲醇稀釋到刻度線，制得五氯酚標準使用液，用于制作標準曲線。

　　1.4 水樣的采集和保存方法

　　五氯酚在水中不穩定，陽光直接照射下易發生降解，所以用棕色玻璃磨口瓶采集樣品，每100mL水樣加入1mL 10%的硫酸溶液和0.5g硫酸銅，放在暗處，低溫保存，保存超過24小時，可將五氯酚萃取到正己烷中，置于暗處，低溫保存。

　　1.5 水樣的前處理

　　取試樣50mL于125mL分液漏斗中，加入1mL濃硫酸，分別用5mL正己烷萃取水樣倆次，合并正己烷相，棄去水相，再用0.1M碳酸鉀溶液10mL，分為5，3，2mL提取正己烷相三次，合并水相于50mL分液漏斗中，加入0.5mL乙酸酐，振搖倆分鐘后再用2mL正己烷萃取生成的五氯苯乙酸脂，有機相收集在5mL離心管中待分析測定。

　　2 結果與討論

　　2.1 標準物質總離子流圖和MS圖

　　選用TRACE TR-WaxMS毛細柱，對五氯酚進行定量鑒定，因為全掃描圖譜的背景干擾非常嚴重，而實驗測定的水樣所含目標化合物含量不高，所以本實驗不采用全掃描，而在選定的色譜條件下對樂果進行選擇性離子掃描(SIM)，作出總離子流圖(圖1)，SIM的優勢在于僅對目標化合物的特征離子進行掃描，減少了背景干擾，所以能夠很大的提高檢測限和靈敏度，可以準確對目標化合物進行定性和定量檢測[4]。

　　2.2 標準曲線、精密度和檢出限

　　當選取20～100ug/L范圍的3個濃度時，五氯酚所獲得的標準工作曲線為Y=3.07×106X+1.36×107，相關系數為0.9997，方法檢出限為5μg/L，每個濃度做三個平行實驗，RSD在2.01%～3.65%之間，說明本方法用于地表水中五氯酚的檢測結果是可靠的。

　　2.3 樣品測定結果

　　我們對環境水樣進行了監測，每個水樣做三個平行實驗，結果見表1。

　　3 結論

　　研究結果表明，本方法前處理簡單，回收率比較高，線性關系和檢出限都比較理想，能夠同時對目標化合物進行定性和定量檢測，適合于地表水中五氯酚的檢測。

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