液液萃取-气质联用法测定水中有机氯农药和氯苯类化合物

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  摘  要:建立了液液萃取-气相色谱质谱联用法测定水中34 种有机氯农药和氯苯类化合物的方法,实验考察了样品前处理过程中盐析剂用量、色谱柱比对等条件并优化选择。实验结果表明:加入10g氯化钠作为盐析剂时回收率最高;VF-1701 ms UI色谱柱比HP-5 ms UI色谱柱对化合物分离效果更好,用时更短,线性更好。本方法检出限为0.003~0.044μg/L,所得各组分的精密度为1.2%~7.9%,平均回收率为70.2%~114%。
  关键词:有机氯农药;氯苯类化合物;液液萃取;气质联用法
  中图分类号:O657.63;X832      文献标识码:A     文章编号:1007-1903(2018)04-0102-08
  0 前言
  有机氯农药(OCPs)和氯苯类化合物(CBs)是一类广谱杀虫剂,曾广泛应用于农业领域。由于其化学性质稳定,不易分解,且具有生物累积性、环境难降解性以及对人体的致癌、致畸、致突变效应,美国、欧盟、日本等对此类有机物做了法规要求,我国在1983年就停止使用这类农药(张莉等,2008)。地下水质量标准GB/T14848-93对滴滴涕和六六六进行了限量规定,新修订的地下水质量标准GB/T14848-2017在93版的基础上又增加了三氯苯(总量)、六氯苯、七氯、林丹等有机氯农药和氯苯类化合物的限量规定。可见,有机氯农药和氯苯类化合物是地下水监测中的重要指标。
  有机氯农药和氯苯类化合物作为地下水中经常性监测项目,应该开发一种简单、准确、更适合批量测试的检测方法。水中OCPs和CBs前处理方法主要有:固相萃取法,液液萃取法和固相微萃取等,固相萃取可以富集大体积水样而降低方法的检出限;液液萃取法具有耗时短富集效率较高的优势,特别适合大批量样本多残留组分的同时分析;固相微萃取对某些化合物的富集效率不高,且使用成本较高,其中前两种方法的理论和应用技术发展相对成熟。OCPs和CBs常用的检测方法为GC-ECD法(EPA8081a,1996;EPA8082,1996;EPA608,1996;徐洁等,2014),此方法可以满足农药残留分析要求,但是,气相色谱法单一通过保留时间定性的局限性、较窄的线性范围以及高浓度样品可能会污染ECD 检测器等往往影响到测定结果的可靠性(郭琴等,2008)。GC-MS方法根據保留时间和特征离子碎片定性,克服了由于保留时间重叠而造成将杂质峰误判为目标化合物的难点,近些年该方法测定水中OCPs和CBs逐渐成为主流(陈丽梅等,2011;俞是聃,2006)。
  本文结合实际工作中样品量大的特点,建立了液液萃取法-气相色谱-质谱法检测地下水中OCPs和CBs的方法,该方法简便、快捷、适用范围广,可以满足大批量地下水中有机氯农药和氯苯类化合物的测定要求。本方法已用于北京市地下水监测中。
  1 实验部分
  1.1 仪器设备、标准物质及试剂
  (1)仪器设备
  气相色谱-质谱联用仪(Agilent 7890B-5977B),氮吹浓缩仪(上海皓庄NDK200)。
  (2) 标准物质和试剂
  34种有机氯农药和氯苯类化合物混和标准溶液;替代物(四氯间二甲苯、十氯联苯)标准溶液;内标物(氘代1,4-二氯苯、氘代菲、氘代屈)标准溶液。以上标准溶液均购自美国Organic Standards Solutions International LLC)(o2si)公司。
  正己烷(美国Fisher,农残级),甲醇(美国Fisher,农残级),空白试剂水(要求水中干扰物的浓度不得大于目标化合物的检测限),无水硫酸钠和氯化钠(分析纯),盐酸(优级纯)。
  1.2 仪器条件
  (1)HP-5ms UI色谱柱
  色谱:进样口温度为300℃;进样体积为1μL,不分流进样方式;色谱柱HP- 5ms UI (30m×0.25 mm×0.25μm)。升温程序:50℃保持1 min,以20℃/min 升至150℃保持1 min,以6℃/min 升至300℃保持5 min。柱流速为1.0 mL/min,载气为氦气,辅助加热器温度为300℃。
  质谱:离子源为EI,离子源电子能量70 eV,质量范围:45~550amu,离子源温度:280℃。四极杆温度:150℃。数据采集模式:选择离子扫描模式(SIM)。
  (2)VF-1701ms UI色谱柱
  色谱:进样口温度为280℃;进样体积为1μL,不分流进样方式;色谱柱VF-1701ms UI (30 m×0.32 mm×0.25μm)。升温程序:50℃保持1 min,以20℃/min 升至140℃保持0.5 min,以10℃/min 升至280℃保持5 min。柱流速为1.5 mL/min,载气为氦气,辅助加热器温度为280℃。
  质谱:离子源为EI,离子源电子能量70 eV,质量范围:45~550amu,离子源温度:280℃。四极杆温度:150℃。数据采集模式:选择离子扫描模式(SIM)。
  1.3 样品采集与测定
  (1)样品采集
  具有聚四氟乙烯衬垫的棕色螺口玻璃瓶采集样品,采集量1000mL。样品采集后立即用盐酸溶液调节pH<2,4℃下保存,7天内完成萃取,40天内完成分析。
  (2)样品测定
  量取100mL水样至分液漏斗中,加入20μL替代物标准溶液,混匀。加入10g氯化钠,振荡至完全溶解后,加入15mL正己烷,剧烈振荡15min(注意放气),静置15min 分层;再重复萃取一次,合并萃取液经无水硫酸钠脱水后浓缩至小于1mL,加入10μL内标使用液,用正己烷定容至1mL,混匀,然后待测。注意要加入足量的无水硫酸钠进行脱水,否则会导致化合物峰型拖尾,尤其早出峰的氯苯类化合物,影响目标化合物的定量。

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