李 銳,卞世聞,李世剛
(昆明市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,云南 昆明 650228)
半揮發(fā)性有機(jī)污染物(SVOCs),是指沸點(diǎn)一般在170~350℃(由于分類依據(jù)模糊,經(jīng)常與揮發(fā)性有機(jī)物有交叉)、蒸汽壓在13.3~10-5Pa的有機(jī)物。主要包括二噁英類、多環(huán)芳烴、有機(jī)農(nóng)藥類、氯代苯類、多氯聯(lián)苯類、吡啶類、喹啉類、硝基苯類、鄰苯二甲酸酯類、亞硝基胺類、苯胺類、苯酚類、多氯萘類和多溴聯(lián)苯類等化合物。這些有機(jī)化合物在環(huán)境中以不同介質(zhì)存在,現(xiàn)已成為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)[1]和《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)的要求,全國各地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站每月都需對(duì)飲用水源地水體進(jìn)行水質(zhì)測(cè)定,這其中就包括了對(duì)水中SVOCs類的檢測(cè)。當(dāng)前國內(nèi)大部分生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站主要采用傳統(tǒng)的液液萃取法進(jìn)行SVOCs的前處理,傳統(tǒng)的液液萃取法存在操作流程繁瑣、溶劑使用量大、需要人工值守等缺點(diǎn),既不夠經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保。
傳統(tǒng)液液萃取法:全過程共需6次萃取操作,溶劑使用量360mL。
具體操作步驟:首先將采集好的1L待測(cè)水樣加入到2L的分液漏斗中,加30g氯化鈉至水中,充分溶解,而后使用氫氧化鈉溶液將水樣pH調(diào)整至大于11,將60mL二氯甲烷加入到樣品瓶中震洗30s后將其轉(zhuǎn)移到分液漏斗中,將分液漏斗進(jìn)行震蕩5min,靜置10min后將有機(jī)相分離至錐形瓶中,重復(fù)3次。之后使用硫酸溶液將樣品pH調(diào)整至小于2,用60mL二氯甲烷萃取酸化的水樣,重復(fù)3次,分離有機(jī)相至錐形瓶。過程中若出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,需對(duì)樣品進(jìn)行破乳操作,以分離出純凈的有機(jī)相,最后將萃取液進(jìn)行干燥、濃縮,使用質(zhì)譜分析測(cè)定[2-6]。
連續(xù)液液萃取法:加液后全過程無需人工值守,溶劑使用量240mL。
具體操作步驟:將1L待測(cè)水樣放入待測(cè)的連續(xù)液液萃取儀器中,在pH為中性條件下,加入二氯甲烷溶劑,萃取18~24h,通常無乳化現(xiàn)象,然后將萃取液進(jìn)行干燥、濃縮,使用質(zhì)譜分析測(cè)定。
相比之下,傳統(tǒng)的液液萃取法步驟流程較為復(fù)雜,溶劑和試劑消耗大,轉(zhuǎn)移溶劑次數(shù)多,目標(biāo)物損失大,人工成本較高。因此如何更為環(huán)保經(jīng)濟(jì)的完成SVOCs的檢測(cè)是未來發(fā)展的重要方向。
搭設(shè)SVOCs連續(xù)液液萃取預(yù)處理裝置。該裝置是采用蒸餾的方法對(duì)水樣中的SVOCs進(jìn)行萃取,完成裝置搭設(shè)后先向玻璃管內(nèi)加入120mL二氯甲烷溶劑,將1L的水樣加入到玻璃管中,然后向樣品瓶中加入60mL二氯甲烷潤洗,潤洗完成后將溶劑加入玻璃管中,共需潤洗2次,之后打開水循環(huán)裝置和電熱套,蒸餾18~24h。在完成萃取后,將圓底燒瓶中的二氯甲烷溶液移入錐形瓶中,然后使用少量二氯甲烷對(duì)圓底燒瓶潤洗3次,并移入向錐形瓶中,之后向錐形瓶內(nèi)加入5g無水硫酸鈉進(jìn)行干燥,然后將溶液移入濃縮管中通過氮吹濃縮至1mL。
標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線的配備見表1。
色譜柱:HP-5MS(30m×250μm×0.25μm)毛細(xì)管色譜柱。進(jìn)樣口溫度:270℃。壓力:15.8psi。進(jìn)樣量:1μL。進(jìn)樣方式:脈沖不分流進(jìn)樣,脈沖壓力25psi,時(shí)間1.5min,分流出口的吹掃流量:30mL/min,吹掃時(shí)間1.5min。色譜升溫程序:初始溫度40℃,保持5min,升溫速率10℃/min,升溫至290℃,保持8.4min。質(zhì)譜條件:EI電子轟擊源。電子能量70eV。離子源溫度:230℃,接口溫度280℃,四級(jí)桿溫度150℃。溶劑延遲:8.7min。掃描模式:多反應(yīng)離子掃描(MRM)。
表2 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線的配備
總離子流圖見圖1所示。
圖1 總離子流圖
出峰順序:1)硝基苯;2)1,3,5-三氯苯;3)1,2,4-三氯苯;4)2,4-二氯苯酚;5)間 -硝基氯苯;6)鄰-硝基氯苯;7)對(duì)-硝基氯苯;8)1,2,3,4-四氯苯;9)1,2,4,5-四氯苯;10)1,2,3,5-四氯苯;11)2,4-二硝基甲苯;12)2,4-二硝基氯苯;13)六氯苯;14)阿特拉津;15)林丹;16)百菌清;17)環(huán)氧七氯;18)p,p'-滴滴涕。
通過圖1看出,各組分分離效果良好,儀器靈敏度較高。
混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)線性關(guān)系和檢出限見表1。
表1 混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)線性關(guān)系和檢出限
從表1看出,混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)均在0.99以上,線性良好。
樣品回收率和精密度見表2所示。
表2 樣品回收率和精密度
從表2得出,通過對(duì)空白水樣基體加標(biāo)SVOCs混標(biāo)得到的各組分回收率在45.47%~98.48%,各組分回收率均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,RSD在0.13%~9.01%,說明基體加標(biāo)的精密度良好。
當(dāng)前國內(nèi)大部分環(huán)境監(jiān)測(cè)站還在采用傳統(tǒng)的液液萃取方法進(jìn)行SVOCs的前處理,這種方法存在操作流程繁瑣、溶劑使用量大、需要人工值守等缺點(diǎn),可以說既不夠經(jīng)濟(jì)也不夠環(huán)保。目前國外SVOCs的前處理大多也都不再采用液液萃取法進(jìn)行前處理,本文研究了采用連續(xù)液液萃取法進(jìn)行SVOCs的前處理的方法。
通過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),連續(xù)液液萃取法無論是基體加標(biāo)回收率,還是精密度都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,并且相比傳統(tǒng)的液液萃取方法存在以下優(yōu)點(diǎn):
1)方法操作流程簡單,加液后全過程無需人工值守,省去了水樣pH調(diào)節(jié)、破乳等步驟;
2)減少了溶劑的使用量,對(duì)環(huán)境更友好;
3)減少了殘留水分的存在,節(jié)約了無水硫酸鈉的使用量;
4)減少了多次的溶劑轉(zhuǎn)移過程,降低了因轉(zhuǎn)移溶劑造成的目標(biāo)物損失;
5)該法的萃取過程均為自動(dòng)進(jìn)行,有效的節(jié)約了人工成本。
目前該法的不足主要在于萃取時(shí)間較長,國內(nèi)配套設(shè)備較難,今后有待進(jìn)一步改進(jìn)。
綜上所述連續(xù)液液萃取法相比當(dāng)前大多數(shù)監(jiān)測(cè)站采用的傳統(tǒng)的液液萃取方法能更為環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行SVOCs的前處理。