顏尚浪
(廣州泰科天青檢測科技有限公司,廣東 廣州 511466)
二噁英類化合物是多氯代二苯并二噁英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的總稱,其中 PCDDs有75種異構(gòu)體,PCDFs 有135種異構(gòu)體,是目前已知毒性最大的化合物之一。在實際檢測中一般檢測其中17種毒性較強的二噁英類物質(zhì)。因其含量低、難降解、易于生物富集而受到廣泛的關(guān)注[1]。環(huán)境二噁英樣品通常以超痕量水平(pg級)存在,該類物質(zhì)的分析屬于超痕量、多組分分析,對特異性、選擇性和靈敏度的要求極高,因而一直是分析領(lǐng)域的難點[2]。
本文以飛灰質(zhì)控樣品進行實驗,通過驗證串聯(lián)硅膠柱-活性炭柱凈化方法在測定環(huán)境二噁英飛灰樣品的適用性,代替操作步驟較為繁瑣的HJ77.3-2008標(biāo)準(zhǔn)的凈化分析方法,從而縮短二噁英檢測周期,降低二噁英檢測成本。
儀器:SN03452M高分辨氣相色譜-高分辨磁式質(zhì)譜儀,賽默飛;索氏提取器,楊鈺玻璃;電熱套,上海予華;N2100B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;EFAA-DC12-RT氮吹儀;玻璃填充柱,聯(lián)華玻璃儀器;恒壓液滴漏斗,三愛思實驗耗材。
溶劑:甲醇,正己烷,甲苯,二氯甲烷,壬烷,均為農(nóng)殘級,上海安譜。
材料:硅膠、無水硫酸鈉,SIGMA-ALDRICH;活性炭,日本關(guān)東化學(xué)株式會社;硅藻土545,德國默克;氫氧化鈉、硝酸銀,上海沃凱生物技術(shù)有限公司;濃鹽酸、濃硫酸,國藥集團化學(xué)試劑有限公司;石英棉(品牌),PGLAB;飛灰質(zhì)控樣,上海岱岙可森科技有限公司。
標(biāo)準(zhǔn)溶液:EPA-1613CVS(英國劍橋)含5個梯度濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液,EPA-1613LCS(英國劍橋)含15個13C標(biāo)記的2,3,7,8- 氯取代PCDD/Fs的提取內(nèi)標(biāo),EPA-1613ISS(英國劍橋)含13C -1,2,3,4-TCDD和13C 1,2,3,7,8,9-HxCDD的進樣內(nèi)標(biāo)。
分別稱取6份1~3 g飛灰質(zhì)控樣,加入10 μL EPA-1613 LCS標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后加入15 mL 2 mol/L的鹽酸溶液,充分?jǐn)嚢瑁o置60 min。過濾,用去離子水沖洗濾紙,最后用少量甲醇淋洗濾渣,將濾紙濾渣放入干燥器中干燥。實驗帶一空白,除不加質(zhì)控樣,其余操作相同。
上述濾液分別用20 mL二氯甲烷進行液液萃取,重復(fù)三次,萃取液用無水硫酸鈉脫水干燥。分別將上述濾紙濾渣用300 mL甲苯為溶劑索氏提取16 h。將萃取液和提取液旋蒸至1~2 mL,用正己烷淋洗,合并,作為分析樣品,進行凈化處理。
1.4.1 準(zhǔn)備材料
硅膠、無水硫酸鈉、石英棉的處理,22%酸性硅膠、44%酸性硅膠、2%堿性硅膠、10%硝酸銀硅膠、活性炭材料的制備參考HJ77.3-2008標(biāo)準(zhǔn)進行操作。
1.4.2 裝填硅膠柱
在填充柱底部墊一小團石英棉,用10 mL正己烷沖洗內(nèi)壁。依次裝填無水硫酸鈉2 g,硅膠0.8 g,2%氫氧化鈉硅膠3 g,硅膠0.8 g,44%硫酸硅膠2 g,22%硫酸硅膠7g,硅膠0.8 g, 10%硝酸銀硅膠2 g,無水硫酸鈉4 g,
1.4.3 裝填活性炭柱
在填充柱底部墊一小團石英棉,用10 mL正己烷沖洗內(nèi)壁。往填充柱裝填1.0 g活性炭,然后在上端墊一小團石英棉。
1.4.4 凈化樣品
(1)將硅膠柱和活性炭柱分別用20 mL正已烷和甲苯浸潤,當(dāng)活性炭柱液面降至2~3 cm時,串聯(lián)至硅膠柱下端,向恒壓液滴漏斗中加入50 mL正已烷,然后串聯(lián)至硅膠柱上端,調(diào)節(jié)恒壓液滴漏斗速度約1滴/s進行淋洗以活化串聯(lián)柱,棄去淋洗液。
(2)當(dāng)硅膠柱液面降至1 cm時,分別上樣至硅膠柱,并潤洗3次樣品瓶,將潤洗液一并加到硅膠柱中。
(3)當(dāng)上樣液面降至1 cm 時,向恒壓液滴漏斗中加入90 mL正己烷淋洗串聯(lián)柱,淋洗速度約1滴/s,棄去淋洗液。
(4)取下并棄去硅膠柱,將活性炭柱串聯(lián)至空填充柱管下端。
(5)當(dāng)活性炭柱液面降至1 cm時,向恒壓液滴漏斗中加入50 mL二氯甲烷/正已烷(1V:1V)溶液并串聯(lián)至空填充柱管上端進行淋洗,速度約1滴/s,棄去淋洗液。
(6)向恒壓液滴漏斗中加入90 mL甲苯溶劑并串聯(lián)至空填充柱管上端進行洗脫,收集洗脫液。
將洗脫液旋蒸至1~2 mL,用正己烷洗滌3次,洗滌液一并移入氮吹管氮吹至近干,用巴氏滴定管加1滴壬烷,震蕩,用進樣針移至具內(nèi)插管的進樣小瓶中,再加入1滴壬烷洗滌氮吹管2~3次,洗滌液一并移入進樣小瓶中。最后加入5 μL EPA1613 ISS進樣內(nèi)標(biāo),用HRGC/HRMS進行定性定量檢測分析。
1.6.1 氣相色譜條件
硅熔毛細(xì)管柱:DB-5MS色譜柱,60 m×0.25 mm×0.25 μm;進樣口溫度: 280 ℃,不分流進樣,進樣量為 1 μL;升溫程序:初始溫度為90 ℃,保持2 min,然后以18 ℃·min-1的速率升至220 ℃,保持4 min;1.4 ℃·min-1升至260 ℃,保持4 min;最后以4 ℃·min-1升至305 ℃,保持4 min;載氣流速為1.0 mL·min-1。
1.6.2 質(zhì)譜條件
電離方式:EI; SIM掃描模式;離子源溫度為:280 ℃;加速電壓:7900 V;電子能量:45 eV;以全氟煤油(PFK)m/z為 330.9787調(diào)諧儀器分辨率不低于10000。
1.6.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
使用 CS1~CS5質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液,參考HJ77.3-2008標(biāo)準(zhǔn)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.6.4 結(jié)果表示
大于樣品檢出限的二噁英濃度直接記錄,低于樣品檢出限的濃度記為N.D.。
表1 質(zhì)控樣測試結(jié)果Table 1 Quality control sample test results
表2 質(zhì)控樣測試結(jié)果相對誤差Table 2 Relative error of quality control sample test results
從表1和表2中可以看出,6份實驗質(zhì)控樣的17種二噁英值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差均在±20%以內(nèi),表明測試結(jié)果符合實驗室質(zhì)控要求。
表3 質(zhì)控樣測試結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3 Relative standard deviation of quality control sample test results
從表3中可以看出,6份實驗質(zhì)控樣的17種二噁英值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在10%以內(nèi),表明測試結(jié)果符合實驗室質(zhì)控要求。
表4 質(zhì)控樣同位素內(nèi)標(biāo)回收率結(jié)果Table 4 The internal standard recovery results of isotope were controlled
從表4中可以看出,6份實驗質(zhì)控樣的15種二噁英同位素內(nèi)標(biāo)的回收率均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi),表明測試結(jié)果符合實驗室質(zhì)控要求。
從上述結(jié)果與分析中可以看出,該串聯(lián)硅膠柱-活性炭柱凈化方法適用于測定環(huán)境二噁英飛灰樣品;該凈化方法相較于HJ77.3-2008標(biāo)準(zhǔn)的凈化方法,具有縮短檢測周期、精簡凈化步驟、減少凈化材料和溶劑從而節(jié)省檢測成本等優(yōu)點;該凈化方法也適用于其它環(huán)境二噁英樣品的測定,比如水質(zhì)[4]、環(huán)境空氣和廢氣[5]、爐渣、土壤和沉積物[6]等。