劉暢
(遼寧省環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)中心,遼寧 沈陽110161)
多氯聯(lián)苯(polychlorobiphenyls,PCBs)是一種持久性環(huán)境污染物,主要用于電力電容器的浸漬劑和油漆添加劑,具有難降解性和良好的化學(xué)惰性,能長期存在于環(huán)境中,可通過大氣沉降和土壤流失進(jìn)入水體環(huán)境中。2001年通過的《斯德哥爾摩公約》所列的12中持久性有機(jī)污染物中,就包括PCBs,世界野生動(dòng)物基金會(huì)(WWF)所列的67種(類)環(huán)境激素中亦包括PCBs。
為了有效的檢測和控制環(huán)境中的PCBs,國內(nèi)外已出臺(tái)了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),如美國的EPA8082A、中國的《食品中指示性多氯聯(lián)苯含量的測定》(GB/T 5009.190-2006)和《水產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯殘留量的測定 氣相色譜法》(GB/T 22331-2008)等。本文是在研究學(xué)習(xí)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合多年實(shí)驗(yàn)中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),歸納出的地表水中PCBs的分析方法,旨在為PCBs分析方法的轉(zhuǎn)化研究提供一些參考。
本方法適用于地表水樣中最低檢出質(zhì)量濃度為0.01μg/L以上7種多氯聯(lián)苯商業(yè)混合物 (Arochlor1016、Arochlor1221、Arochlor1232、Arochlor1242、Arochlor1248、Arochlor1254、Arochlor1260)的測定。
水質(zhì)中PCBs采用分液漏斗液液萃取等方法提取,硅酸鎂固相小柱去除干擾物,用氣相色譜(GC-ECD)檢測,根據(jù)7種Arochlor標(biāo)準(zhǔn)溶液指紋峰譜圖定性,外標(biāo)法定量。方法檢出限0.01μg/L。
樣品中如存在有機(jī)氯化合物會(huì)給PCBs分析帶來較大干擾。如樣品提取液顏色較深,可采用酸洗方法,用濃硫酸進(jìn)行凈化處理。然后使用6mL(1g)硅酸鎂固相小柱去除干擾物。
配制標(biāo)準(zhǔn)樣品和樣品分析的試劑和材料,所使用的試劑除另有規(guī)定外均為色譜純。載氣:氮?dú)?,純度?9.99%;標(biāo)準(zhǔn)溶液:Arochlor(Arochlor1016、Arochlor1221、Arochlor1232、Arochlor1242、Arochlor1248、Arochlor1254、Arochlor1260)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:200mg/L(甲苯/己烷溶液(體積比50:50)做溶劑),Accustandard,Inc.將上述儲(chǔ)備液用己烷稀釋為質(zhì)量濃度為10mg/L Arochlor標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。
替代物溶液:十氯聯(lián)苯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:200mg/L(甲苯/己烷溶液(體積比50:50)做溶劑),Accustandard,Inc.將上述儲(chǔ)備液用己烷稀釋為質(zhì)量濃度為10mg/L Arochlor替代物使用溶液。試劑:二氯甲烷(農(nóng)殘級)、正己烷(農(nóng)殘級)、丙酮(農(nóng)殘級);無水硫酸鈉(優(yōu)級純)。
2.5.1 樣品采集
將水樣收集于事先裝有硫代硫酸鈉的2L采樣瓶中,水樣要充滿采樣瓶,不得留有氣泡。從水管取樣時(shí),先打開閥門讓水流過管路至水溫穩(wěn)定后(約10min),調(diào)節(jié)水流速至約500mL/min,接取水樣。
2.5.2 樣品保存
采樣后應(yīng)立即將樣品冷卻至4℃,并將溫度保持至樣品制備前。
2.5.3 樣品貯存
樣品萃取液要貯存于4℃。樣品要盡快進(jìn)行萃取,樣品最長保存期為14d。樣品制備完成后應(yīng)立即分析,于4℃以下的有效貯存期是24h,否則會(huì)因溶劑揮發(fā)而導(dǎo)致濃度變化。
固相萃取裝置;氮?dú)鉂饪s儀;氣相色譜儀,配制電子捕獲檢測器(ECD);色譜柱:DB-1701和DB-5。
2.7.1 樣品制備
(1)提取。分液漏斗液液萃取是常用的水質(zhì)樣品中多氯聯(lián)苯的方法,有較好的回收率和重復(fù)性。用2L分液漏斗量取水樣1L,加入30gNaCl和50mL正己烷,充分振蕩萃取10min,轉(zhuǎn)移正己烷相。再在水相中加入50mL正己烷,同樣振蕩萃取10min,轉(zhuǎn)移并合并正己烷相。在正己烷相中加入約3g無水硫酸鈉,靜置20min脫水。同時(shí)根據(jù)質(zhì)量控制要求,分析空白樣品、空白加標(biāo)樣品和平行樣品,并根據(jù)實(shí)際需要確定是否做樣品加標(biāo)。
(2)萃取液濃縮。將氮吹濃縮儀設(shè)置為30℃,用小流量氮?dú)鈱⑻崛∫簼饪s至1.5~2.0mL,用約4mL正己烷洗滌濃縮管管壁,再用小流量氮?dú)鉂饪s至1.5~2.0mL。重復(fù)上述步驟3次,最后濃縮至1.0mL。
(3)凈化。如樣品干擾嚴(yán)重,提取液顏色較深,可采取酸洗方法,用濃硫酸進(jìn)行凈化處理。
硅酸鎂固相小柱活化:用正己烷/丙酮溶液(體積比9∶1)洗滌活化硅酸鎂小柱,用量約12mL。
過柱:硅酸鎂固相小柱活化后不能將溶劑完全抽干,用滴管將上述1.0mL樣品濃縮液轉(zhuǎn)移到小柱上,停留1min,打開抽氣閥開關(guān),同時(shí)用少量正己烷洗滌濃縮管,立刻將洗液加到小柱上,棄去流出液,當(dāng)小柱上留有1mm左右溶液時(shí),關(guān)閉開關(guān);加入約2mL正己烷/丙酮溶液(體積比9∶1),停留1min,打開抽氣閥開關(guān),用10mL小型濃縮管接收洗脫液,繼續(xù)用正己烷/丙酮(體積比9∶1)洗滌過柱,至接收的洗脫液體積為10mL為止。
(4)濃縮、定容。將上述洗脫液用氮?dú)鉂饪s儀進(jìn)行濃縮,溫度設(shè)置為30℃,濃縮至1.0mL。
(5)加內(nèi)標(biāo)、轉(zhuǎn)移。用微量注射器量取10μL內(nèi)標(biāo)使用液加入定容的提取液,混勻后轉(zhuǎn)移至樣品瓶中,待分析。
2.7.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
將Arochlor標(biāo)準(zhǔn)使用溶液和十氯聯(lián)苯替代物使用溶液進(jìn)一步稀釋,其中Arochlor配制質(zhì)量濃度依次為0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L和10mg/L,十氯聯(lián)苯配制質(zhì)量濃度依次為0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L和2.0mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。上機(jī)分析,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
2.7.3 上機(jī)分析(GC-ECD)
進(jìn)樣口溫度:280℃,不分流進(jìn)樣;柱流量:2.0mL/min(恒流);柱溫:100℃保持2min,以10℃/min的升溫速率將柱溫提升至280℃,280℃保持2min;檢測器溫度:280℃;進(jìn) 樣 量:1μL。
分別以7種Arochlor的標(biāo)準(zhǔn)溶液指紋峰譜圖進(jìn)行定性。在每種Arochlor指紋峰中選擇3~10個(gè)定量峰分別進(jìn)行定量,要求定量峰峰高至少在最高峰高的20%以上,取這3~10個(gè)定量峰結(jié)果的平均值為最終定量結(jié)果。
在一種氣相色譜柱上分析樣品中存在某種Arochlor,定性定量結(jié)果必須在第二根不同性質(zhì)的氣相色譜柱上進(jìn)行驗(yàn)證。在第二根色譜柱上定性結(jié)果依然存在的則判定Arochlor檢出,定量結(jié)果按這兩根氣相色譜柱定量較低的結(jié)果報(bào)出。
配制質(zhì)量濃度5.0μg/L的水樣進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn),相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于14.6%,平均回收率65%~120%。
配制多氯聯(lián)苯儲(chǔ)備液、使用液和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,以及樣品萃取、濃縮和凈化過程都應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,以免危害健康;
多氯聯(lián)苯為環(huán)境持久性有機(jī)污染物,廢棄液應(yīng)交由專業(yè)處理公司進(jìn)行回收處置,不能隨便丟棄或排放。
[1]國家環(huán)境保護(hù)部.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.
[2]U S Environmental Protection Agenoy.氣相色譜法測定多氯聯(lián)苯,EPA8082A[R].Washington D C:U.S Environmental Protection Agenoy,2007.