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测定土壤中的23种有机氯——加压流体萃取-凝胶净化-气质法

来源:莱伯泰科 阅读数:95 时间:2020-05-22 15:15:20

前言


2016年5月31日,《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)正式由国务院印发实施,此后一年多的时间里环境土壤普查已覆盖全国,多项环境土壤标准发布。

传统手动方法耗时耗力,很难满足大量样品的检测需求,为了提高效率,现参考标准(HJ835-2017土壤和沉积物有机氯农药的测定气相色谱-质谱法)来摸索全自动前处理的可行性。

本实验使用了莱伯泰科全自动高效快速溶剂萃取仪Flex-HPSE提取土壤中的23种有机氯,GPC1000全自动凝胶渗透系统净化,MultiVap-10定量平行浓缩仪浓缩后用气质联用仪进行检测的一整套方法。

1、实验部分


1.1仪器和设备

1.1.1 Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪(莱伯泰科公司);

1.1.2 GPC1000全自动凝胶渗透系统(莱伯泰科公司):具可变波长紫外检测器,高效不锈钢凝胶净化柱;

1.1.3 MultiVap-10定量平行浓缩仪(莱伯泰科公司);

1.1.4 MiniLab全自动稀释配标系统(莱伯泰科公司);

1.1.5 7890B气相色谱-5977B质谱联用仪(安捷伦公司)。

 

1.2 试剂和样品

1.2.1正己烷(农残级);

1.2.2丙酮(农残级);

1.2.3乙酸乙酯(农残级);

1.2.4环己烷(农残级);

1.2.5快速溶剂萃取溶剂:用正己烷(1.2.1)和丙酮(1.2.2)按1:1体积比混合;

1.2.6凝胶渗透色谱流动相:用乙酸乙酯(1.2.3)和环己烷(1.2.4)按1:1体积比混合; 

1.2.7有机氯标准贮备液(1000mg/L,溶剂为正己烷);

1.2.8有机氯标准中间液(100mg/L,溶剂为1.2.5丙酮正己烷混合溶剂);

1.2.9内标贮备液(5000mg/L,溶剂为正己烷),内标为五氯硝基苯;

1.2.10内标中间液(400mg/L,溶剂为1.2.5丙酮正己烷混合溶剂);

1.2.11替代物标准贮备液(1000mg/L,溶剂为正己烷),替代物为2,4,5,6-四氯间二苯和氯茵酸二丁酯;

1.2.12替代物标准中间液(100mg/L,溶剂为1.2.5丙酮正己烷混合溶剂)。


1.3土壤样品处理

1.3.1 提取

取研细过筛后的环境土样20g,与7g硅藻土混合均匀,装填至34mL的萃取罐中。同样方法装填好两个萃取罐后,置于Flex-HPSE中(双通道运行,最多可连续萃取30个样品),萃取溶剂为丙酮正己烷混合溶剂(1.2.5),系统压力10Mpa,萃取温度100℃,加热平衡时间3min,静态萃取时间6min,冲洗体积60%,N2吹扫60s。循环运行两次。萃取液收集到50mL浓缩杯中。

1.3.2 浓缩

将浓缩杯置于MultiVap-10中,浓缩温度35℃,使用定容模式。浓缩过程中使用正己烷淋洗杯壁,最后置换溶剂为乙酸乙酯环己烷混合溶剂(1.2.6),样品体积在1mL左右。

1.3.3 净化

净化过程采用凝胶净化方式,具体方法如下:

按照图1方法进行净化实验,完全上样,收集时间为11min~21min,收集液用MultiVap-10浓缩至近干,加入适量内标中间液(1.2.10)后,用丙酮正己烷混合溶剂(1.2.5)定容至1mL,待测。



图1 凝胶净化方法

 

1.4石英砂或土壤加标回收率实验

按1.3.1方法装填石英砂或土壤,进行加标实验,20g样品加标(1.2.8)和替代物(1.2.12)各10μg,然后按照1.3.1~1.3.3方法进行实验,分别进行三组6个平行样品,用来测定加标回收率。


1.5 分析步骤

1.5.1 气质条件

色谱柱:HP-5MS,30m*0.25mm*0.25μm;进样口温度:250℃;不分流进样;载气流速:1.0mL/min;恒流模式;进样量:1.0μL;柱温:120℃保持2min,以12℃/min升至180℃,保持5min;再以7℃/min升至240℃,保持1min;再以1℃/min升至250℃,保持2min;后程序升温至280℃保持2min。

离子源:电子轰击源,70eV;四极杆温度:150℃;离子源温度:230℃;辅助加热温度:280℃;溶剂延迟时间:5.0min;扫描模式:Scan(化合物保留时间,定量和定性离子见下表)

表1有机氯定量和定性选择离子

1.5.2 标准曲线的绘制

取5个2ml 进样瓶放入MiniLab自动稀释配标系统中,分别量取适量的有机氯农药标准中间液(1.2.8)、替代物中间液(1.2.12)、内标中间液(1.2.10)和正己烷丙酮混合溶剂(1.2.5),混匀,配制成5个浓度点的标准系列,有机氯标准和替代物的质量浓度均分别为1.00 µg/ml、5.00µg/ml、10.0µg/ml、20.0µg/ml、45.0µg/ml,添加的内标质量浓度均为40.0µg/ml。具体操作按图2所示。

 


图2标准曲线配置方法图

以目标化合物与内标化合物定量离子响应值的比值和内标化合物质量浓度的乘积为纵坐标,绘制校准曲线。如图3所示,得到25种物质的线性系数R2为0.9989~0.9996,线性关系良好。



图3代表物质标准曲线线性关系图(其余略)

2、实验结果


2.1  26种化合物色谱图分离情况(含内标和替代物)

图4 有机氯标准液总离子流谱图

 

2.2  土壤样品凝胶净化前后对比图


图5  土壤样品凝胶净化前后对比图


2.3  6个平行加标样品总离子流重叠图

图6  6个平行加标样品总离子流重叠图


2.4 加标样品回收率

表2 加标样品回收率

3、实验结论


由表2可知,加压流体萃取-凝胶净化-气质法测定土壤中的23种有机氯,石英砂加标回收率为89.6%~116.8%,替代物回收率为83.9%~108.3%,RSD在10.2%以下。土壤加标回收率为78.4%~104.1%,替代物回收率为80.8%~96.9%,RSD在8.5%以下。土壤样品中有机氯未检出。

50mL浓缩杯同时适用于这三种仪器,实验过程中尽可能减少液体的转移,能够有效减少转移过程中造成的损失。

综上所述,加压流体萃取-凝胶净化-气质法测定土壤中的有机氯这一实验中,莱伯泰科Flex-HPSE全自动高效快速溶剂萃取仪、GPC1000全自动凝胶净化系统和MultiVap-10定量平行浓缩仪能够高效、稳定地达到实验的要求,可以提供领域范围内的良好应用

4、参考标准

HJ835-2017土壤和沉积物有机氯农药的测定气相色谱-质谱法