pah和ocps-广州地化所样品处理和分析方法.doc

大气、土壤和总沉降中OCPs及PAHs的测定方法本方法完全依照中国科学院广州地球化学研究所张干研究员课题组的实验方法，大气样品使用飞碟式被动采样器采集。1.仪器与药品1.1 实验仪器真空冷冻干燥机（FD-1A-50型，北京亚泰科隆实验科技开发中心，电话88692672）；旋转蒸发仪（RE-2000，上海亚荣生化仪器厂）；氮吹仪（张干老师课题组自行设计）超声波清洗机（洁康牌）电子天平（精度：0.01g，余姚纪铭称重校验设备有限公司）真空干燥器（干燥皿接一个真空泵）循环水喷射减压泵玻璃器皿：平底烧瓶（250mL）、索氏抽提器、砂芯抽滤器、分液漏斗、棕色样品瓶（16mL）、细胞瓶（1.5 mL）、玻璃层析柱（内径8mm，长12cm；内径1cm，长30cm，带缓冲瓶）、鸡心瓶、玻璃滴管等其他用品：聚氨酯泡沫（PUF）、脱脂棉、滤膜、滤纸、锡纸、微量注射器（10L）、量筒、烧杯、分液漏斗、剪刀、镊子、铁丝网等。1.2 实验用药品1）正己烷（色谱纯，SK Chemical公司）；甲醇（色谱纯，Honeywell公司）；二氯甲烷（色谱纯，安徽时联特种试剂股份有限公司）；丙酮（分析纯，天津市化学试剂一厂），全玻璃仪器重蒸后使用；浓硫酸（优级纯，纯度9598%，广州市东红化工厂）；浓盐酸（分析纯，纯度3638%，广州市东红化工厂）；70-230目进口硅胶（Merck公司）；80-200目进口Al2O3（Merck公司）；无水硫酸钠（分析纯，广州化学试剂厂）；XAD树脂（XAD-2和XAD-4，购自Sigma公司）、蒸馏水。2）标准物质OCPs标准物质：由-HCH，-HCH，-HCH，-HCH，HCB，Heptachlor，Aldrin， Heptachlor-exo-epoxide，trans-chlordane，cis-chlordane，-Endosulfan，- Endosulfan，Endrin ，o,p-DDE，p,p-DDE，o,p-DDD，p,p-DDD，o,p-DDT，p,p-DDT，Mirex组成的混合标样(Accustandard公司)。有机氯农药的回收率指示物为TCmX， PCB30,，PCB198，PCB209，内标为PCB54 (Aldrich公司)。PAHs标准物质： 16种PAHs (萘、苊、二氢苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(ghi)苝)混合标准溶液(SV校正混合液#5，Pestek公司)。回收率指示物萘-d8、二氢苊-d10、菲-d10、屈-d12、苝-d12(Ultra Scientific公司)；内标物六甲基苯(Aldrich公司)。1.3 实验准备1）聚氨酯泡沫（PUF）：采样前，根据索氏抽提管的大小，将3-4个PUF叠起来卷紧，用滤纸包裹，再用细线扎紧，放入抽提管中，先后用分析纯丙酮和二氯甲烷各250mL提取48h。抽提结束后，将抽提干净的PUF放入真空干燥器中抽干，装入干净密实袋，放入冰箱-20保存。2）净化柱填料：去活化硅胶的制备：70-230目进口硅胶（Merck公司），取一定量于圆底烧瓶中，用锡纸封口，置于马弗炉450下煅烧5 h活化，冷却后加入3%硅胶质量的蒸馏水去活化，摇匀后于干燥器中平衡1d备用。（注：国产硅胶，需用滤纸包好后首先经二氯甲烷索氏抽提72h，真空干燥，于180烘箱活化12h，冷却后加入3%的蒸馏水去活化，密封，储存于干燥器中备用。）去活化氧化铝的制备：80-200目进口Al2O3（Merck公司），取一定量于圆底烧瓶中，用锡纸封口，直接置于马弗炉450下煅烧5 h，冷却后加入3%氧化铝质量的蒸馏水去活化，摇匀后于干燥器中平衡1d备用。（注：国产氧化铝，需用滤纸包好后经二氯甲烷索氏抽提72h，于250烘箱活化12h，然后加入3%的蒸馏水去活化，密封，储存于干燥器中备用。）酸性硅胶的制备：进口硅胶（Merck公司），马弗炉450下煅烧5 h，然后逐滴加入优级纯浓硫酸直至H2SO4与SiO2质量比为1:1 ，边滴边振荡，直至完全混合均匀，密封保存于干燥器中平衡1d备用。无水硫酸钠：分析纯，在450马弗炉煅烧5 h，密封保存于干燥器中。GPC凝胶色谱柱：称取12g S-X3 biobeads 聚苯乙烯二乙烯苯凝胶树脂粉末（Bio-Rad，USA），用二氯甲烷浸泡，然后装入带活塞的内径为2cm的玻璃柱内（酸式滴定管），然后加入体积比为1：1的正己烷/二氯甲烷混合液覆盖，用玻璃塞盖住柱口备用。XAD-2/XAD-4的净化：将等质量的XAD-2和XAD-4树脂混合好，用去离子水洗干净，冷冻干燥后用滤纸包好装入索提管中，分别用甲醇、二氯甲烷、甲醇各抽提24h，最后保存于甲醇中。3）玻璃器皿：所有玻璃器皿使用前用RSB碱性洗液浸泡清洗后，依次用自来水、蒸馏水冲洗，120 烘干，并于马弗炉450灼烧5h。接触样品前再以少量二氯甲烷润洗。4）其他：铜片：纯度99%，厚度0.3mm，剪成约25mm的细条，用10%的稀盐酸洗去表面氧化膜，然后用蒸馏水反复冲洗去除盐酸，再用丙酮洗3遍去除水分，然后再用二氯甲烷清洗3次，备用，用于样品脱硫。滤纸：用分析纯丙酮和二氯甲烷先后各抽提48h，于真空干燥器中抽干，置于干燥器中备用，用于包土壤样品。微量注射器在使用前后分别用丙酮和正己烷分别洗针至少3次，剪刀、镊子等工具使用前用有机试剂淋洗。玻璃纤维滤膜：用锡纸包好后置于马弗炉中450oC锻烧5h。2.样品前处理2.1土壤样品2.1.1 抽提将样品中的植物残体和小石子等杂物去除掉，放入真空冷冻干燥机，于-50下冷冻干燥。将干燥后的样品研磨过100目筛称取20 g，用事先抽提干净的滤纸包样，放入索氏抽提管。在平底烧瓶中倒入150mL二氯甲烷，加入2g左右的事先准备好的铜片用于脱硫，用微量注射器先后加入有机氯农药的回收率指示剂20ng，即5ppm4L，多环芳烃的回收率指示剂1000ng，即200 ppm5L。接好索氏抽提装置，提取24h。抽提结束后，取出底瓶，待旋转蒸发浓缩。注：所有直接与样品接触的器材设备都需在使用前用二氯甲烷润洗，如蛇形冷凝管，抽提管，底瓶等。2.1.2 旋转蒸发在旋转蒸发仪上（转速80-90r/min，水浴温度35，常用32）浓缩样液至约5-10mL，然后取下底瓶，加入与剩余样液等量的正己烷继续旋蒸，分3次共加入10-15mL的正己烷，将底瓶中的二氯甲烷置换完全，最后浓缩至1mL左右，待过柱净化。2.1.3 过柱净化1）装柱：于内径8 mm的玻璃层析柱中，由下至上依次填入3 cm去活化氧化铝、3 cm去活化硅胶和1 cm无水硫酸钠，干法装柱，将填料敲实。然后用正己烷淋洗硅胶柱。2）过柱：先用正己烷淋洗硅胶柱，再将旋蒸后底瓶中的浓缩液移入中性硅胶柱，并用少量正己烷分3次润洗烧瓶，将润洗液一并转移入硅胶柱中，用正己烷：二氯甲烷（V:V=1:1）混合液淋洗硅胶柱，并用16mL的棕色瓶接约15ml淋洗液。2.1.4 氮吹将样液在高纯氮气下吹脱至约0.5mL，加入1000 ng（200ppm5L）的内标物六甲基苯，待测。2.3大气PUF样品将PUF样品用事先清洗干净的铁丝网包好后放入索氏抽提管进行抽提，其余过程同土壤样品。3. 样品分析1）OCPs的定量分析i：安捷伦7890气相色谱-5975质谱仪联用测定有机氯农药。色谱柱：Varian CP-Sil 8 CB,50 m0.25 mm0.25 m；进样口温度：250 C ，不分流进样1 L；以高纯氮气为载气；温度：230 C；程序升温条件：初始温度为100 C，保持2 min，再升温至290 C，升温速率为4 C /min，最后在290 C保留20 min。离子源：EI；以选择离子检测（SIM）方式扫描。色谱数据以安捷伦色谱工作站处理，化合物的定量采用6点校正曲线和内标法进行。OCPs的定量分析ii：采用HP6890气相色谱仪，配以63Ni电子捕获检测器。色谱柱为HP-5MS毛细管柱(柱长30m，内径025mm，液膜厚度0.25m；美国Agilent Co Ltd产品，前接2 m预柱)。载气为高纯氦气，柱流量1.0mlmin，进样量为1L。不分流进样，检测器温度为315C；初始温度为60C，保持1分钟，以7C/min的升温速率升温至180C，再以3C/min的升温速率升温至205C，最后以6C/min的升温速率升温至290C，最后在290C保留28分钟。色谱数据以安捷伦色谱工作站处理，化合物的定量采用6点校正曲线和内标法进行。2）PAHs的定量分析：安捷伦7890气相色谱-5975质谱仪连用测定多环芳烃。安捷伦HP-5MS(柱长30m，内径0.25mm，液膜厚度0.25m)色谱柱分离。进样口温度为280oC，以不分流模式进样1L。以氦气为载气，控制1.2mL/min恒定流速。升温程序为60保留5min，以3oC/min的速度升温到290oC后保留30min。为E I源（70eV），离子源温度230，检测器在m/z：50-500的范围内全扫描。色谱数据以安捷伦色谱工作站处理，化合物的定量采用6点校正曲线和内标法进行。3）质量控制与保证：每11个样品增加一个实验室全分析过程空白，仪器检测过程中每10个样品增加一个标样，控制仪器偏差在10%以内。方法回收率介于50%120%，测得数据均经回收率校正。土壤样品还需有一定比例的平行样。（在本实验中严格设置空白实验和回收率检验，以期分析结果更具准确性和真实性，在空白（实验室溶剂空白、场地空白及方法空白）实验中(文献)，没有检出目标化合物，同时，每11个样品增加一个实验室全分析过程空白，仪器检测过程中每10个样品增加一个标样，控制仪器偏差在10%以内。5种代标的回收率分别是：萘-d8: 77.5%，苊-d10: 93.1%，菲-d10: 98.9%，-d12: 98.2%，苝-d12: 95.8%，所有的数据都经过回收率校正，仪器的检测限在0.130.92ng之间。）4. 数据提取进样后仪器自动给出样品中待测化合物的含量，单位为ng，该数据须经以下校正后，成为最终数据：1）计算回收率：索氏提取前，在底瓶中加入20ng的回收率指示剂，分样后其含量减半，约为10ng，根据分样记录计算出分样后样品中回收率指示剂的实际含量（假设在实验过程中未损失），各回收率指示剂的回收率即为：回收率=2）回收率校正数据：OCPs回收率指示物为2，4，5，6-四氯间二甲苯（TCmX）、PCB30、PCB198和PCB209，其中TCmX和PCB30出峰较早，与HCHs相近，故用二者回收率的平均值校正HCHs含量，PCB198和PCB209出峰晚，且PCB198离DDTs更近，故用PCB198校正DDTs含量，即用仪器测得的各待测化合物含量除以对应的回收率。3）绝对含量校正：土壤样品：其数据在回收率校正后，再除以索氏抽提的土壤质量，本实验中取20