吳明華
摘 要:本文以江蘇蘇理持久性有機污染物分析測試中心有限公司為例,通過了解單位的環(huán)境樣品檢測技術的應用情況、需求情況和發(fā)展方向及前景,分析了持久性有機污染物二噁英前處理及檢測方法開發(fā)的具體流程。
關鍵詞:有機污染物;分析;測試;二噁英
1.公司簡介
江蘇蘇理持久性有機污染物分析測試中心有限公司前身為江蘇理工學院二噁英分析測試中心。中心始創(chuàng)于2010年11月,建設資金為中央財政支持地方高校發(fā)展專項資金及江蘇理工學院自籌資金,累計投入資金上千萬,配備了包括高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀在內(nèi)的一批國際先進的大型分析儀器設備,并按照二噁英檢測要求進行了潔凈無塵實驗室裝修。2016年12月29日,江蘇理工學院以二噁英分析測試中心為基礎,成立江蘇蘇理持久性有機污染物分析測試中心有限公司,并取得CMA資質(zhì),為企事業(yè)單位、科研院所提供二噁英檢測服務。
2.實踐內(nèi)容
2.1索氏提取
(1)環(huán)境空氣:pub膜、大流量濾紙;大流量濾紙折疊放入提取濾筒(下層),pub膜塞入提取濾筒(上層)。
(2)廢氣:采樣濾筒、樹脂、冷卻水;采樣濾筒使用鑷子夾出(樣品之間鑷子需用甲苯淋洗,淋洗液集中收集),放入提取濾筒,樹脂倒入采樣濾筒,采樣濾筒上端塞入石英棉,如樹脂超出采樣濾筒容量,則直接倒入提取濾筒,并在提取濾筒與采樣濾筒的空隙處加塞石英棉。
(3)土壤:
①研磨:土壤風干后研磨過80目篩,收集約100g左右至塑封袋備用。
②試酸:去一定量標準規(guī)定濃度鹽酸浸泡,觀察產(chǎn)生氣泡,如無氣泡(或少量)可直接提取制備好的土壤,如有氣泡需加酸浸泡至無氣泡產(chǎn)生。
③過濾(如試酸無氣泡省略此以下步驟):待土壤、酸混合液沉淀,使用中速定性濾紙過濾,過濾完殘余土壤與濾紙一同取下風干待用。
④萃?。簽V后液使用二氯甲烷:濾后液=1:10比例萃取濾后液,重復萃取3次每次30分鐘,合并萃取液。
⑤提?。菏褂眉s300mL甲苯提?。ㄍ渌腆w樣品步驟),提取液與萃取液合并后凈化步驟同下。
提取液為甲苯,索氏提取器底部梨形瓶裝入適量甲苯(足夠回流1.5次),放入沸石(定量放置,防止遺忘,旋蒸時造成樣品損失),使用電熱套170度左右加熱(電熱套加熱較為均勻),回流冷凝管處用易吸水毛巾包裹,防止空氣冷凝水下流灌入樣品提取液;回流16~24小時,提取完成取下索氏提取器,注意不可將冷卻水滴入,提取管中溶液倒入提取瓶中(廢氣和土壤樣品直接倒入,環(huán)境空氣需擠壓pub海綿),取出提取瓶中的沸石/玻璃珠。
2.2脫水
雞心瓶一只,砂芯漏斗一只(加入約2cm高度無水硫酸鈉),正己烷。樣品取下后,旋蒸至微濕,取下加入約10mL正己烷,傾斜搖晃清洗瓶壁,倒入上置裝載無水硫酸鈉的砂芯漏斗的雞心瓶,重復清洗三次,每次旋轉清洗約5圈(每次轉移溶液需用正己烷沖洗梨形瓶口流入雞心瓶),集中收集至雞心瓶中,旋蒸至1mL左右,待凈化。
2.3濾筒活化
同樣品提取步驟,石英棉一同放入活化,活化后的甲苯溶液可回收重復利用,溶劑發(fā)黃變色后不可再次使用。
2.4多層硅膠柱凈化
凈化柱使用正己烷活化,打開凈化柱兩端,下接廢液瓶,灌入正己烷,正壓加速灌注,至中間長段硅膠柱無氣泡(注意填料上端保留0.5mL左右正己烷,不可干柱),再使用75mL左右正己烷滴淋活化(同上,不可干柱),活化完成后封閉凈化柱兩端。
使用全玻璃巴斯德滴管將旋蒸濃縮后的樣品溶液小心轉移至凈化柱,原盛裝樣品的雞心瓶使用正己烷清洗,每次約3mL,使用滴管旋轉淋洗瓶壁,重復清洗三次,每次旋轉清洗約5圈,一并轉移至凈化柱,樣品轉移完畢沖洗凈化柱上端。凈化柱下接雞心瓶。
使用200mL正己烷滴淋洗脫目標物,滴速為50滴/min左右。洗脫液流凈后,正壓吹擠柱內(nèi)溶液至雞心瓶,凈化后的溶液旋蒸濃縮至1mL左右。
2.5活性碳柱凈化
填柱:層析柱(高約30cm,內(nèi)徑約1.5cm,聚四氟乙烯旋塞)、活性碳、活化后的無水硫酸鈉(380℃,4h)
層析柱底層填裝少量石英棉,使用玻璃棒壓鋪平實,裝入約2~3cm無水硫酸鈉,玻璃棒壓實(上表面平整,不可傾斜),裝入0.75g±0.01g活性碳同樣壓實平整,最上層填裝2~3cm無水硫酸鈉,壓實平整。
活化:加入約20mL正己烷,正壓加速灌注,至柱內(nèi)填裝物無氣泡,且不可干柱。
凈化:將經(jīng)多層硅膠柱凈化濃縮后的樣品溶液轉移至凈化柱,轉移過程同多層硅膠柱凈化,樣品轉移至柱內(nèi)后,使用二氯甲烷+正己烷=1+3的混合液200mL滴淋凈化柱,下接雞心瓶滴速在50滴/min左右,淋洗完畢后使用約120mL甲苯繼續(xù)滴淋至柱干,滴速在50滴/min左右,正壓吹擠柱內(nèi)溶液至雞心瓶,洗脫液經(jīng)旋蒸濃縮至2mL左右。
2.6氮吹
活性炭柱凈化濃縮后的樣品溶液轉移至KD管,使用滴管取少量甲苯(約2mL)旋轉淋洗瓶壁重復清洗三次,每次旋轉清洗約5圈,合并于KD管,氮吹濃縮至微濕,巴斯德滴管滴加正壬烷定容至0.5mL,淋洗管壁5圈3次,氮吹至50μL,使用微量注射器移取內(nèi)標液小心加入樣品溶液中,使用巴斯德滴管淋洗KD管內(nèi)壁,三圈五次,塞住管塞,超聲約10分鐘(注意防止傾倒),用巴斯德滴管轉移至進樣品中,向KD管中滴加約2~3滴正壬烷,巴斯德滴管淋洗三圈五次,合并溶液于進樣小瓶,進樣小瓶貼標簽寫樣品編號準備上機檢測。
2.7檢測
用高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用儀(HRGC-HRMS)進行定性和定量分析。
3實踐過程中所遇問題及解決方法
在整個前處理過程中,首先每個人要做好安全防護措施,穿戴好實驗服、手套、防毒面具,同時,所有的操作需在通風櫥內(nèi)進行,以防人員與有機溶劑接觸造成傷害。在前處理過程中我們也會碰到一些問題,如索氏提取過程中,發(fā)現(xiàn)試劑回流時間較平時會長很多甚至出現(xiàn)不回流的現(xiàn)象,經(jīng)過仔細檢查會發(fā)現(xiàn),加熱套損壞導致溫度上不去,冷凝管不通暢,索氏提取器密封性不好都可能導致這種狀況的發(fā)生。為了避免這種情況的出現(xiàn),每次安裝好索氏提取器后,都要觀察一段時間,看看是否有不回流或是回流很慢的情況發(fā)生,及時做好調(diào)整。
在凈化過程中,有時候會發(fā)現(xiàn),個別柱子的淋洗速度很慢,這會導致樣品洗不出來,影響最終的檢測。經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)是柱子填充過緊所致,重新填充柱子以后,淋洗正常。旋轉蒸發(fā)過程中,有時候會發(fā)現(xiàn)蒸干的情況,這可能是溫度、壓力調(diào)節(jié)不當引起,也可能是因為操作人員未及時關注所致。為避免類似情況的發(fā)生,需要專人操作。另外,有時候會發(fā)現(xiàn),極個別樣品上機檢測后,樣品的回收率為零。這種情況很可能是在加標過程中標液未添加進去,移取標液時可能吸入的是空氣。為了預防這種情況的發(fā)生,每次移取標液時,必須確保沒有吸入空氣。
4 實踐心得體會
目前我國對二噁英的污染、危害及其防治的研究仍處于起步階段,應盡快建立各種關于二噁英污染的數(shù)據(jù)庫和監(jiān)測站,對全國范圍內(nèi)二噁英的產(chǎn)生、流動以及污染特性進行研究,以掌握二噁英在我國的基本污染、來源和向環(huán)境中排放的狀況,以及在生物體和環(huán)境中的存在形式、含量多少、遷移規(guī)律等,從而掌握二噁英對人類和生物的影響形式、作用后果等數(shù)據(jù)。最為重要的是,對已造成二噁英污染的水體、土壤和空氣中的二噁英進行積極的研究和治理,同時從源頭上對二噁英加以嚴格控制。