水和土壤样品中多氯联苯的分析方法研究

论文摘要

多氯联苯（PCBs）是一类剧毒的持久性有机污染物,正因其高毒性、高残留性和难降解性而成为环境监测的重点目标。PCBs是一类由一个或多个氯原子取代联苯上氢原子而形成的氯代芳烃类混合物。由于组成复杂,多氯联苯在水、土壤等环境样品中的准确定量分析一直是有机污染物分析中的难点。本文系统研究了从水、土壤样品中提取、净化、检测多氯联苯的分析条件,建立了微波萃取-气相色谱质谱检测土壤中多氯联苯、圆盘固相萃取-气相色谱质谱-负化学离子源检测水中多氯联苯的分析方法,方法快速、准确、低污染、灵敏度高,满足了绿色分析化学技术的要求。文中分别对微波萃取土壤样品中多氯联苯的分析条件进行了优化,研究了提取温度、提取溶剂、提取时间、微波功率等萃取条件对多氯联苯回收率的影响,建立了微波萃取-气相色谱质谱测定土壤中多氯联苯的分析方法:当T=115℃,P=1200W,提取溶剂为正己烷-丙酮（体积比为1:1）,微波萃取25min时,多氯联苯的加标回收率在92.2%-115%,相对标准偏差为9.36%（n=7）,方法的检出限为20-30ng/g。同时比较了索式提取（SE）、加速溶剂萃取（ASE）两种萃取方法的萃取回收率。实验结果表明,SE和ASE对土壤中多氯联苯的萃取回收率分别在79.5%、105%,由此看出索式提取效果远不如加速溶剂萃取和微波萃取,且索式提取操作繁琐、有机溶剂用量大,容易对人和环境造成二次污染。加速溶剂萃取、微波萃取效果相当,两种萃取方法都满足快速、高效、低污染的要求,但是微波萃取所需时间更短且能单次批量处理样品,更能满足目前实验室处理样品的分析要求。文中对圆盘固相萃取提取水中多氯联苯的分析条件进行了优化,比较了不同洗脱液、洗脱液用量、水样pH值、萃取压力等萃取条件对多氯联苯回收率的影响,建立了圆盘萃取-气相色谱质谱-负化学离子源检测水中多氯联苯的分析方法:在水样pH值调节为2,水样流速为70mL/min,用5mL丙酮和10mL正己烷洗脱时,多氯联苯的回收率为92.8%-96.8%,相对标准偏差为2.3%-5.7%,方法的检出限为0.1 ng/L -70ng/L。与固相萃取相比,圆盘萃取吸附快、反压小,不受水样量限制,更适用于大体积、大批量环境水样的富集。由于单一的净化方式不能完全去除实际样品中干扰分析的杂质,为此实验中考虑采用复合层析柱净化样品。通过对比弗罗里硅土、硅胶、氧化铝、复合硅胶、石墨化炭黑等不同填料对多氯联苯回收率的影响,确定采用Cleanert PestiCarb和弗罗里硅土的复合层析柱净化样品,测得多氯联苯回收率在91.5%-103%,相对标准偏差在1.3%-14.0%（n=7）。研究并建立了GC-MS/EI和GC-MS/NCI分析检测多氯联苯的方法,优化了不同电离源条件下多氯联苯检测的色谱、质谱条件。对于含氯量较低的多氯联苯,电子轰击源更为灵敏,而对七氯、八氯等高氯联苯来说,必须要采用灵敏度更高的负化学电离源（NCI）。NCI检测六氯、七氯、八氯、十氯联苯的灵敏度分别是电子轰击源（EI）的25、50、125、200倍,是电子捕获检测器（ECD）的7.5、5、7.5、20倍。因此对多氯联苯特征不太明显的实际样品,建议采用EI、NCI相结合的方式,以更准确、更灵敏的对样品中的多氯联苯进行定量分析。最后采用新建立的分析方法对实际样品中多氯联苯的含量进行测定,验证了所建立的前处理方法和仪器分析方法的可行性和准确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 第一章 文献综述
• 第二章 土壤样品中多氯联苯的前处理研究
• 第一节 索式提取
• 第二节 加速溶剂萃取
• 第三节 微波萃取
• 第三章 水样品中多氯联苯的前处理研究
• 第一节 固相小柱萃取
• 第二节 圆盘固相萃取
• 第四章 多氯联苯的净化方法研究
• 第一节 酸净化法
• 第二节 层析柱净化法
• 第五章 多氯联苯检测方法研究
• 第一节 气相色谱-电子捕获检测器检测多氯联苯分析方法研究
• 第二节 气相色谱质谱-负化学离子源检测多氯联苯分析方法研究
• 第三节 气相色谱质谱-电子轰击源检测多氯联苯分析方法研究
• 第四节 电子轰击源与负化学电离源分析方法的比较
• 第六章 多氯联苯分析方法的应用
• 6.1 主要仪器和设备
• 6.2 GC-MS分析条件
• 6.3 实验方法
• 6.4 实验结果
• 6.5 样品来源
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介