海洋监测技术规程课件.ppt

海洋生态环境监测与评价技术培训 E mail 国家海洋环境监测中心 海洋监测技术规程 HY T147 2013 方法讲解 1 内容 POPs简介及HY147 2013编制背景 海洋监测技术规程第1部分 海水 18有机氯农药的测定 气相色谱法 海洋监测技术规程第1部分 海水 19多氯联苯的测定 气相色谱法 海洋监测技术规程第1部分 海水 21有机磷农药的测定 气相色谱法 海洋监测技术规程第1部分 海水 25挥发性有机物的测定 气相色谱 质谱联用法 2 什么是POPs 为什么关心POPs 持久性有机污染物 POPs 持久性 T1 2 水中 2个月 或T1 2 土壤或沉积物 6个月生物积累性 BCF 5000 或logKow 5 或其他证据远距离环境迁移的潜在能力 T1 2 inair 2days毒性 三致 效应等 3 POPs简介 12种原有POPs 艾氏剂 氯丹 狄氏剂 异狄氏剂 七氯 六氯苯 灭蚁灵 毒杀酚 PCBs DDT 多氯代二苯并 对 二噁英和呋喃 9种新增POPs 五溴联苯醚 十氯酮 六溴代联苯 林丹 全氟辛烷磺酸和其盐类以及全氟辛烷磺酰氟 商用八溴联苯醚 五氯苯 六六六 六六六 潜在 POPs 短链氯化石蜡 SCCPs 壬基酚 六溴环十二烷 HBCD 四溴双酚A TBBPA 三丁基锡化合物 TBTs 等 全称 关于持久性有机污染物 POPs 的斯德哥尔摩公约 中国签署 斯德哥尔摩公约 该公约正式对我国生效 2009年5月 公约优控POPs由12种增至21种 国务院批准 中国履行公约实施计划 4 国外相关专项研究 关于POPs比较有影响力的著作 Multi yearplanforendocrinedisruptors AMAPAssessment2002 POPsintheArctic PollutionPreventionResearchStrategy RegionallyBasedAssessmentofPTs 5 我国海洋环境中POPs相关研究状况 我国海洋环境中POPs研究工作起步较晚 监测尚未系统开展缺乏标准化的新型POPs检测方法 典型海域污染状况不明确 新型POPs毒性效应研究还很少 新型POPs的风险评价方法欠缺 沿海重点排污口中TBT的分布环渤海重点排污口有机污染物毒性评价 海洋监测规范GB17378 2007 HY T147 2013 6 HY T147 2013 HY T147 1 2013第1部分 海水HY T147 2 2013第2部分 沉积物HY T147 3 2013第3部分 生物体HY T147 4 2013第4部分 海洋大气HY T147 5 2013第5部分 海洋生态HY T147 6 2013第6部分 海洋水文 气象与海冰HY T147 7 2013第7部分 卫星遥感技术方法 7 19种OCPs HCHs DDTs 氯丹类 硫丹类 狄氏剂等 其中归为斯德哥尔摩公约的有 HCH HCH 林丹 滴滴涕 艾氏剂 氯丹 狄氏剂 异狄氏剂 七氯 硫丹和硫丹盐 我国大量生产和使用的主要有HCH DDT 七氯和氯丹 海洋监测技术规程第1部分 海水 18有机氯农药的测定 气相色谱法 使用范围 测试项目 海水 河口水 入海排污口水样 8 正己烷能提取出OCPs 同时不会引入极性稍强的共溶出污染物 降低了基质干扰 优于二氯甲烷 会提取出酞酸酯类 电子捕获检测器是电负性选择检测器 对含氯的OCPs有很好的选择性和灵敏度 OCPs属于环境痕量污染物 必须选取灵敏度污染物 有机污染物萃取机理 采用相似相容的原理 根据极性选择效率最高 极性最小的溶剂进行提取净化分离富集 采用正己烷萃取水样中的OCPs 萃取液经过浓缩后用层析柱或者浓硫酸进行净化 采用气相色谱 电子捕获检测器 特有的选择性 高灵敏度 上机测试 原理 9 警告 本实验操作过程中需要接触大量有机溶剂 且标准物质均具有高毒性 必须在通风橱内进行 纯度 试剂用色谱纯 有机溶剂300倍浓缩不能检出待测物质 溶剂 正己烷 二氯甲烷试剂和药剂 硅胶 浓硫酸 标准品 当前国内无19种标准品 购置国外产品 注意事项 实验安全 标准品有效期 硅胶的干燥保存 试剂 10 振荡器旋转蒸发器氮吹仪层析柱气相色谱仪 配电子捕获检测器GC ECDDB 5或相当极性的毛细管柱30 0 25 0 25 仪器设备 11 样品采集后七天内完成萃取 40天内完成仪器分析 样品采集后 过玻璃纤维滤膜 溶解态的OCPs 取1L 正己烷萃取 充分震荡 注意放气 静止分层 接取正己烷 然后50mL正己烷二次萃取 合并萃取液 旋转蒸发至小体积 2 5mL 提醒 可根据样品污染情况进行样品体积和溶剂体积的主动性选择 尽量在有效的提取效率下减少溶剂用量 降低环境污染 保证人体健康安全 实验步骤 萃取 12 净化目的 分离出共溶出干扰物硅胶层析柱 经济 使用范围广 平行性差 或者硅胶SPE小柱 昂贵 容量低 平行性好 采用层析柱 正己烷和正己烷 二氯甲烷梯度淋洗 除去干扰物 净化后浓缩 溶剂置换成正己烷 上机测试 实验步骤 净化 13 标准曲线绘制 5个浓度梯度 中间标准可做校准溶液每次上机测试校准溶液 进行曲线检查仪器条件见书中指标 注意事项 ECD捕获器灵敏 容易被污染 要确保仪器消耗品的更新 进样口 衬管 毛细管柱 分子筛 脱氧管 氮气需要高纯度 仪器样品测试前后均上机溶剂 正己烷或者异辛烷 进行清洗 实验步骤 仪器分析 14 典型谱图 1 666 2 666 3 666 4 666 5 七氯 6 艾氏剂 7 环氧七氯 8 氯丹 9 氯丹 10 硫丹 11 p p DDE 12 狄氏剂 13 异狄氏剂 14 硫丹 15 p p DDD 16 异狄氏剂醛 17 18 硫丹硫酸盐 p p DDT 19 甲氧滴滴涕 15 空白和回收率 依据规程操作定性 OCP19种由于性质相近 所以部分组分保留时间很近或者一致 对于重叠峰上报组合结果 定量计算公式 c xivt vsXi是仪器测试液种目标化合物的浓度Vt是仪器测试液的体积一般是1ml体积必须与标准曲线绘制是仪器上机体积一致Vs是样品量 结果计算 16 使用范围海水 河口水 入海排污口水样测试内容 8种PCBs 28 52 155 101 118 153 138 180等 多氯联苯属于斯德哥尔摩禁用POPs 共209种 本方法根据海洋中主要PCBs污染情况选取了8种常见的目标物 同时该方法可以进行更多组分PCBs的测定 方法研发28种PCBs 海洋监测技术规程第1部分 海水 19多氯联苯的测定 气相色谱法 17 采用正己烷萃取水样中的PCBs 萃取液经过浓缩后用层析柱或者浓硫酸进行净化 采用气相色谱 电子捕获检测器 特有的选择性 高灵敏度 上机测试 正己烷能提取出PCBs同时不会引入极性稍强的共溶出污染物 降低了基质干扰 优于二氯甲烷 会提取出酞酸酯类 不能直接硫酸酸化 电子捕获检测器是电负性选择检测器 对含氯的PCBs有很好的选择性和灵敏度 HY147 1 201319原理 18 警告 本实验操作过程中需要接触大量有机溶剂 且标准物质均具有高毒性 必须在通风橱内进行 纯度 试剂用色谱纯 有机溶剂300倍浓缩不能检出待测物质 溶剂 正己烷 二氯甲烷试剂和药剂 硅胶 浓硫酸标准品 可以购置单体配置成混和标准或者直接购置混标 如果购置混标在购买时候索取标准谱图 注意事项 实验安全 标准品有效期 硅胶的干燥保存 浓硫酸使用带手套口罩 实际工作中 有丰富经验的试验人员可以直接采用浓硫酸 HY147 1 201319试剂 19 振荡器旋转蒸发器氮吹仪层析柱气相色谱仪器 配电子捕获检测器GC ECDDB 5或相当极性的毛细管柱30 0 25 0 25 HY147 1 201319仪器设备 20 样品采集后七天内完成萃取 40天内完成仪器分析 样品采集后 过玻璃纤维滤膜 溶解态的PCBs 如果不过滤膜分析的是溶解态和颗粒态的总和 取1L 正己烷萃取 充分震荡 注意放气 静置分层 接取正己烷 然后50mL正己烷二次萃取 合并萃取液 旋转蒸发至小体积 2 5mL 提醒 可根据样品污染情况进行样品体积和溶剂体积的主动性选择 尽量在有效的提取效率下减少溶剂用量 降低环境污染 保证人体健康安全 HY147 1 201319实验步骤 萃取 21 净化目的 分离出共溶出干扰物 降低基质干扰两种方式硅胶层析净化如果进行19中OCPs的同时分析 必须采用层析柱净化 对低污染样品具有很好的去除基质干扰能力浓硫酸浓硫酸是经济快捷的净化方式 对高污染乳化现象严重的样品具有高效瞬时的净化能力 净化后浓缩 溶剂置换成正己烷 上机测试 HY147 1 201319实验步骤 净化 22 标准曲线绘制 5个浓度梯度 中间标准可做校准溶液每次上机测试校准溶液 进行曲线检查仪器条件见书中指标 注意事项 ECD捕获器灵敏 所以容易被污染 要确保仪器消耗品的更新 进样口 衬管 毛细管柱 分子筛 脱氧管 氮气需要高纯度 仪器样品测试前后均上机溶剂 正己烷或者异辛烷 进行清洗 HY147 1 201319仪器分析 23 标准谱图 1 CB28 2 CB52 3 CB155 4 CB101 5 CB118 6 CB153 7 CB138 8 CB180 参考峰 CB112 参考峰 CB198 24 HY147 1 201319结果计算 空白和回收率 依据规程操作定性 保留时间定性 定量计算公式 c xivt vsXi是仪器测试液种目标化合物的浓度Vt是仪器测试液的体积一般是1ml体积必须与标准曲线绘制是仪器上机体积一致Vs是样品量结果填入表格中 25 HY147 1 2013海洋监测技术规程海水OCPs和PCBs的同时测定 气相色谱法关键技术环节 26 流程图 27 流程图 28 萃取体积 1 4L 远海的可以取大体积 近岸污染严重的可以取小体积 萃取溶剂 正己烷与二氯甲烷乳化现象 静置分层 如果乳化现象严重 可以采用离心 冷冻等破乳技术 萃取 技术环节 29 真空度温度回收率溶剂置换上机液必须为正己烷或者异辛烷 浓缩 技术环节 Buchi旋转蒸发提供参考值 30 不净化看萃取时候是否有乳化现象 静止分层是否很快 有无颜色 或者通过查阅文献一般洁净海水样品如果萃取过程基本无乳化 无色素 萃取液澄清 可以不进行净化处理 净化 技术环节 31 层析柱净化填料用量 不要超载OCPs与PCBs分离 每一个实验室要做自己的梯度淋洗曲线如果样品复杂可以用复合层析柱 硅胶 florisl 氧化铝等 净化 技术环节 32 硫酸净化浓硫酸会破坏部分OCPs 如狄氏剂类和硫丹盐类 所以如果是仅仅测定PCBs和666 DDT 可采用浓硫酸净化 为了安全起见对萃取液进行浓缩 萃取液可以不浓缩直接浓硫酸净化 确保水分完全分离出去 经验丰富的实验人员可以对萃取液直接净化 硫酸净化时 可根据具体净化现象选择硫酸用量和次数 安全 经济 降低环境污染要给予同时考虑 如果前处理用二氯甲烷 不可 不建议 直接硫酸净化 有爆炸风险注意 酸净化过程中易引入杂质 对谱图分析造成影响 净化 技术环节 33 谱图示例 溶剂峰 方法空白 34 洁净 远海 海水 邻近海域海水 35 谱图示例 层析柱净化后海水 酸洗净化后海水 36 高纯氮气DB 5非极性或者弱极性柱子进样口温度不可太高 易分解如果测试OCPs要用DDT测试进样口分解率勤维护每次上机均对曲线进行校准 仪器 37 样品上机定容体积与标准曲线绘制时体积相同否则需进行稀释或浓缩倍数校正当前大多仪器进行自行绘制标准曲线标准曲线考察稳定性重叠峰上报非单一组分结果条件容许可以采用GC MS进行结果验证亦可以建立实验室不同极性柱子的定性方法 进行定性的确定 计算结果 38 1 安全健康通风 最小用量最大提取率2 了解每一步骤的目的和原理 实际情况具体掌握3 进行实验室方法移植 可以参考EPA系列方法 对各参数 各考核指标进行测试验证 做出自己实验室的技术指标 4 GC ECD灵敏 但是易污染 做好维护 注意事项 39 HY147 2013海洋监测技术规程有机磷农药的测定 气相色谱法 40 使用范围海水 河口水 入海排污口水样测试内容 14种有机磷农药 甲基对硫磷 杀扑磷 对硫磷 乙硫磷 马拉硫磷 杀螟松 异稻瘟净 乐果 二嗪农 速灭磷 敌敌畏 稻丰散 水胺硫磷 甲拌磷 HY147 1 201321范围和目标物 41 中性条件下 用二氯甲烷萃取水样中的有机磷农药 浓缩定容 用GC FPD 火焰光度检测器 测试 磷滤光片 磷滤光片 525nm 6890 黄 绿色 硫滤光片 393nm 6890 兰 紫色 锡滤光片 610nm HY147 1 201321原理 42 样品萃取后过滤 取1L 或者更大体积 样品 加入50ml二氯甲烷萃取 震荡 开始气较多 频繁放气 静止分层 二氯甲烷在下层 由于极性大萃取出样品中大多的有机物 易有乳化现象 所以静止时间长 可采用离心进行破乳 仅接出二氯甲烷 水样继续用50mL二氯甲烷萃取 合并萃取液 浓缩 溶剂置换为正己烷 上机测试 HY147 1 201321实验步骤 43 火焰光度检测器 磷滤光片DB 5毛细管柱 与OCPs PCBs相同 也可用DB 1 DB 1701等弱极性柱 氢气 氢气发生器 气瓶要注意安全 氢气 空气 95 100 ml min HY147 1 201321仪器条件 44 标准系列5个梯度标准曲线每次上机测试要进行曲线校准有机磷农药容易降解所以标准要棕色瓶保存 HY147 1 201321标准曲线 45 HY147 1 201321标准谱图 1 敌敌畏 2 速灭磷 3 甲拌磷 4 乐果 5 二嗪农 6 异稻瘟净 7 甲基对硫磷 8 杀螟松 9 马拉硫磷 10 对硫磷 11 水胺硫磷 12 稻丰散 13 杀扑磷 14 乙硫磷 46 水样谱图 47 HY147 1 201321有机磷农药的测定 气相色谱法 空白和回收率 依据规程操作定性 依据保留时间进行定性 定量计算公式 c xivt vsXi是仪器测试液种目标化合物的浓度Vt是仪器测试液的体积一般是1ml体积必须与标准曲线绘制是仪器上机体积一致Vs是样品量 48 有机磷易降解 尽快完成萃取和测试棕色瓶保存标准品 避光 技术问题 海洋环境中有机磷农药 由于其容易降解 较少被检测到 特殊条件下有检出 49 海洋监测技术规程第1部分 海水 25挥发性有机物的测定 气相色谱 质谱联用法 环境中普遍存在且组成复杂目前已鉴别出了300多种VOCs 在美国环保局 EPA 所列的优先控制污染物名单中就有50多种是VOCs 挥发性有机化合物 VOCs 沸点在50 260 之间 室温下饱和蒸气压超过133 32Pa的有机物 其主要成分为脂肪烃 芳香烃 卤代烃 醛类和酮类等 技术需求 高效的样品前处理技术和目标化合物分离检测技术 50 吹扫捕集 操作简便 富集倍数高 不耗费试剂 不污染环境 具有良好的精密度 对大多数挥发性有机物都可获得较低的检测限 目前水中挥发性有机物提取最好的方法之一 已被美国环保署法定为EPA方法之一 GC MS 高效的分离能力和准确的定性鉴定能力 能够检测尚未分离的色谱峰 灵敏度更高 数据更可靠 在一般应用中可省去其他色谱检测器 51 适用范围海水 河口水和入海排污口污水样品测试内容54种挥发性有机物 VOCs 的同时测定 1 1 二氯乙烯 二氯甲烷 反式1 2 二氯乙烯 1 1 二氯乙烷 2 2 二氯丙烷 顺式1 2 二氯乙烯 溴氯甲烷 氯仿 1 1 1 三氯乙烷 1 1 二氯丙烷 四氯化碳 1 2 二氯乙烷 苯 三氯乙烯 1 2 二氯丙烷 二溴甲烷 溴二氯甲烷 顺式1 3 二氯丙烯 甲苯 反式1 3 二氯丙烯 1 1 2 三氯乙烷 四氯乙烯 1 3 二氯丙烷 二溴氯甲烷 1 2 二溴甲烷 氯苯 乙苯 1 1 1 2 四氯乙烷 间二甲苯 对二甲苯 邻二甲苯 苯乙烯 溴仿 异丙苯 1 1 2 2 四氯乙烷 1 2 3 三氯丙烷 溴苯 正丙苯 2 氯甲苯 1 3 5 三甲基苯 4 氯甲苯 叔丁基苯 1 2 4 三甲基苯 仲丁基苯 对异丙基甲苯 1 3 二氯苯 1 4 二氯苯 正丁基苯 1 2 二氯苯 1 2 二溴 3 氯丙烷 1 2 4 三氯苯 六氯丁二烯 萘和1 2 3 三氯苯 52 方法原理 水样中的挥发性有机物 VOCs 经氦气吹脱后捕集在装有吸附剂的捕集管上 快速加热捕集管并以氦气反吹 所吸附的组分解吸进入气相色谱 质谱仪测定 试剂 甲醇 色谱纯 应事先经色谱检验无挥发性有机物检出 水 超纯水 现用现制备 并做水空白试验 确认无挥发性有机物检出 标准 内标物 替代标准溶液等 建议佩戴防毒面具在无风条件下配制 尽可能减少目标化合物的挥发 53 气相色谱 质谱联用仪 GC MS 毛细管色谱柱 RestekVolatiles或等效色谱柱 长30m 内径0 32mm 固定相液膜厚度1 5 m 自动吹扫捕集器 吹扫管 25mL或5mL 气密性玻璃注射器 5mL 微量注射器 10 L 一般实验室常备仪器和设备 仪器及设备 54 样品采集与保存 采样瓶为40ml螺旋盖棕色玻璃瓶 盖内具聚四氟乙烯 PTFE 衬垫 所有样品均采集平行双样 每批样品带一个现场空白 采样时 使水样在瓶中溢流出而不留气泡 样品采集后立即放入冷藏箱中 保持温度在4 到达实验室后立即放入冰箱在4 下保存 14d内分析完毕 样品存放