采用 5977B 單四極桿氣質聯(lián) 用系統(tǒng)測定土壤中有機氯農藥含量
摘要 :本文采用 Agilent 7890B 氣相色譜/5977B 單四極桿氣質聯(lián)用系統(tǒng)測定土壤樣品中的 有機氯農藥含量。文中所述樣品前處理方法以及儀器分析方法*參考國家環(huán)境 保護標準《土壤和沉積物 有機氯農藥的測定 氣相色譜-質譜法》(報批稿)以及 《土壤和沉積物 有機物的提取 加壓流體萃取法》(HJ783-2016)。采用加壓快速溶 劑萃取提取法并結合弗羅里硅土凈化法,對土壤樣品進行樣品前處理。該方法成 功應用于土壤中 26 種有機氯農藥(含替代物)的分析測定,樣品加標回收率、 儀器低檢測限分別達到 73%-116%、0.07-0.39 μg/kg,均滿足《土壤和沉積物 有 機氯農藥的測定 氣相色譜-質譜法》(報批稿)規(guī)定的 40-150%、0.08-0.36 mg/kg 的 要求。
前言 為切實加強土壤污染防治,逐步改善土壤環(huán)境質量,2016 年 5 月 31 日,《土壤 污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”)正式由國務院印發(fā)實施,并展開了一系 列土壤污染現(xiàn)狀調查。此次詳查對檢測項目、分析方法和參考標準做了明確的規(guī) 定:共包括土壤、地下水和農產品(小麥/水稻)3 個檢測領域,其中土壤污染物 包括無機污染物(氟化物、氰hua物和 15 種重金屬)、有機污染物(10 種)和理化 性質(5 項);地下水污染物包括無機污染物和有機污染物(項目同土壤)。其中 土壤中有機氯農藥的測定采用《土壤和沉積物 有機氯農藥的測定 氣相色譜-質譜 法》(報批稿)方法。 為了配合國家關于“土十條”中有機氯農藥檢測的實施,安捷倫推出了針對《土 壤和沉積物 有機氯農藥的測定 氣相色譜-質譜法》(報批稿)的完整解決方案,供 廣大的安捷倫用戶作為日常檢測的參照。
實驗部分 試劑和樣品 正己烷,色譜純級,購于百靈威;丙酮,色譜純級,購于 百靈威;分別配制正己烷-丙酮混合溶劑(1:1,V/V)和正 己烷-丙酮混合溶劑(9:1,V/V)。硅藻土,優(yōu)級純級,購 于安捷倫,在馬弗爐中 450 °C 烘烤 4 小時后冷卻,置于干 燥器內玻璃瓶中備用。有機氯標準品,購于安捷倫,用正 己烷配制得到 10.0 mg/L 的有機氯標準溶液;內標物(菲D10,?-D12),購于百靈威,用正己烷配制得到 10.0 mg/L 的 內標標準溶液;替代物(對三聯(lián)苯-D14),購于百靈威,用 正己烷配制得到 10.0 mg/L 的替代物標準溶液。 儀器和設備 儀器: Agilent 7890B 氣相色譜/5977B 單四極桿氣質聯(lián) 用系統(tǒng),配備 EI 源 提取裝置:快速溶劑萃取儀 (HPSE) 濃縮裝置: 氮吹濃縮儀 固相萃取裝置,弗羅里硅土固相萃取凈化小柱(1000 mg, 6 mL) 其它: 移液槍
樣品前處理 采集與保存 土壤樣品按照 HJ/T 166 的相關要求采集和保存,沉積物樣 品按照 GB 17378.3 的相關要求采集和保存。 試樣制備 去除樣品中的異物,稱取約 5 g( 0.01 g)樣品雙 份。土壤樣品一份按照 HJ613 測定干物質含量,另一份加 入 3 g 硅藻土,研磨均化成流砂狀。沉積物樣品一份按照 GB17378.5 測定含水量,另一份按照土壤樣品脫水,然后加 入 3 g 硅藻土,研磨均化成流砂狀。如水分含量較高,可 以采用凍干法進行脫水。
樣品提取 — 加壓流體萃取 將研磨好的試樣全部裝入 11 mL HPSE 提取管中 。如需樣 品加標,應向萃取管中加入 50 μL 10 μg/mL 有機氯農藥混 合標準溶液和 50 μL 10 μg/mL 替代物標準溶液。之后將提 取管壓實后旋緊蓋好,放入 HPSE 提取設備中。以正己烷丙酮混合溶劑(1:1,V/V)為提取溶劑,按以下條件進行 萃取:萃取溫度 100 °C,萃取壓力 1500 psi,靜態(tài)萃取時間 5 min,淋洗為 60% 池體積,氮氣吹掃時間 60 s,萃取循環(huán) 次數(shù) 2 次。收集提取溶液。 樣品濃縮和更換溶劑 收集萃取溶液后采用氮吹濃縮法將溶液吹至近干,用 1 mL 正己烷將其復溶后以備凈化。氮吹過程中加熱溫度設定值 不得超過 40 °C,好保持在 30 °C 左右。同時氮吹過程中 要保證氮氣流速適中,始終使氣流在液面上形成旋渦,不 可過大溢出,也不要過小以免氮吹時間過長。吹至近干的 狀態(tài)是指仍保留一小滴液體,不能*吹干,這點對于回 收率影響很大。
樣品凈化 SPE 小柱活化:用 10 mL 正己烷活化弗羅里硅土凈化小柱, 流速為液滴自然淋洗速度; 上樣:將置換好溶劑的樣品轉移到活化好的凈化柱上,之 后將淋洗速度調為 0,靜置 2 min,使樣品與吸附材料充分 接觸后,打開流速控制器,進行自然淋洗; 淋洗:使用 10 mL 正己烷-丙酮混合溶劑(9:1,V:V)作為淋 洗液進行淋洗,采用自然淋洗速度,收集所有淋洗液; 濃縮定容:氮吹吹至近干,用 0.5 mL 正己烷復溶,加入 10 μL 10 μg/mL 內標標準溶液后定容至 1 mL,以備 GC/MS 分析。 在樣品凈化過程中需注意:流速需保持自然淋洗速度,請 勿加快淋洗速度;上樣后將流速調為 0,使樣品與吸附材 料充分接觸,保持 1-2 min,之后再打開閥門進行淋洗;選 擇合適極性的淋洗溶劑,使目標物能夠被充分洗脫,同時 優(yōu)化淋洗體積,這兩點對于獲得合規(guī)的回收率非常重要。
儀器分析條件 氣相色譜條件 氣相色譜: Agilent 7890B 氣相色譜系統(tǒng) 色譜柱: Agilent DB-5MS UI 毛細管柱 30 m × 0.25 mm × 0.25 μm 柱溫箱: 初始溫度 80 °C,保持 2 min,以 25 °C/min 升至 180 °C,再以 5 °C/min 升至 300 °C, 保持 2 min 載氣: 氦氣,恒流模式,1.0 mL/min 進樣口溫度: 270 °C,不分流進樣 進樣量: 1.0 μL 質譜條件 質譜: Agilent 5977B 單四極桿氣質聯(lián)用系統(tǒng) 離子源: 電子轟擊源,70 eV 離子源溫度: 280 °C 四極桿溫度: 180 °C 傳輸線溫度: 280 °C 溶劑延遲時間: 3.0 min EM 電壓: 增益因子 1 檢測模式: SIM+Scan(化合物保留時間,定量和定性 離子見表 1)
結果與討論:
參考土壤中有機氯農藥測定報批稿中的色譜柱升溫程序并進 行優(yōu)化,如圖 1 所示,20 μg/L 標準溶液中 26 種有機氯農藥 (含替代物)和 2 種內標物均能夠得到充分的分離,可以分 別進行定量。 基質干擾對分析的影響 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示,土壤基質對有機氯類化合物具有較大 的基質增強效應,26 種有機氯農藥(含替代物)的響應強 度都有較大增加;但是,內標物的碎片離子響應卻并沒有 受到基質的影響,響應強度比較穩(wěn)定,充分說明了土壤基 質對內標菲-D10 沒有明顯的基質效應,如圖 2 所示。因此, 通過實驗結果判定本次實驗需要使用帶基質的標準曲線來 進行定量分析和樣品添加回收率的計算。
儀器檢測限 儀器檢測限 (IDL) 是指儀器在可信度的條件下能檢測到 分析物的低信號或低含量。雖然信噪比 (SNR) 對于大 多數(shù)基質噪音干擾明顯的 GC/MS 應用仍具有一定的價值, 但 IDL 是一個更好的性能測試標準,基于統(tǒng)計學的原理, IDL 消除了低噪音 SNR 帶來的不確定性。DL 與重復進樣所測得的峰面積響應的標準偏差 STD 以及 置信因子 tα 有關。計算得到相對標準偏差(RSD = STD/平 均值)的情況下,IDL 可以用進樣的標樣量的單位(ng、pg 或 fg)表示,如使用置信水平為 99% (1-α=0.99) 的 Student-t 檢驗來統(tǒng)計 8 次連續(xù)進樣的 RSD%,IDL 的計算公式為: IDL = (tα) (RSD%)(標樣量) 本實驗采用 2 ng/mL 基質配標標準溶液作為 IDL 測試溶液, 計算 8 次重復進樣(自由度 n = 7)的 RSD%,并在置信 水平 99% 的條件下從 t-表查得 tα = 2.998,因此,а-六六六 IDL = (2.998) × (3.8%) × (2 pg) = 0.23 pg,其他 25 個化合物的 IDL 計算方法與此一致,
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