环境介质中全氟化合物分析方法的建立及应用

摘要

全氟化合物是一种含氟类的有机化合物，它被广泛应用于工业生产和人类的日常的生活中，包括表面活性剂、泡沫灭火剂、添加剂等。在2009年5月，美国联合国环境部署将全氟辛酸及其盐类被列入新型持久性有机污染物中，并提议禁止使用该类化合物。作为一种新型的有机污染物，它具有持久性、远距离传输性、生物蓄积性、生物毒性等特点。在环境介质中难以生物降解和光降解。目前，在大气、水、沉积物、生物等环境介质中普遍存在，很大程度上危机着人类的健康和生活环境。为了更好的了解全氟化合物在全球介质中的浓度水平及归趋，建立完善的全氟化合物的分析方法尤为重要。因此本文选择了17种全氟化合物为研究对象，建立了多介质中全氟化合物液相质谱方法和前处理方法。
　　首先，建立了17种全氟化合物的HLPC-MS/MS方法。质谱条件用负离子模式选择反应监测模式(SRM)进行分析，对目标化合物的母离子和子离子扫描选择，找到特征离子。全氟辛酸和全氟壬酸的定性和定量离子为369/218，519/318。色谱条件是用10 mmol/L醋酸铵和甲醇作为流动相来分离17种全氟化合物。
　　其次，建立了环境介质水、沉积物、生物的前处理方法。水样的提取选择固相萃取的方法，对洗脱液进行优化，回收率73.10～103.26％，相对标准偏差在0.057～4.33％，检出限0.02～0.16 ng/L。对于沉积物样品，本研究分别比较了甲醇超声萃取法、离子对试剂萃取法和碱消解的方法对沉积物提取效果，最终选择碱消解该方法回收率在67.37％～111.4％之间，相对标准偏差在0.39％～6.33％。根据建立的分析方法检出限在0.02～0.05ng/g。对生物样品用碱消解和冷冻的方法相结合，解决了过固相萃取小柱堵塞的难题。以上方法回收率较高，检出限较低，达到了环境介质中分析方法的要求。
　　最后，应用本方法，对山东莱州湾地区的沉积物进行检测，结果显示:17种全氟化合物均有检出，PFOA的检出率较高。对南极菲尔德斯半岛的监测结果显示为∑PFPeA＞∑PFHxA＞∑PFBA＞∑PFHpA的组成特征。根据有机碳和全氟化合物的线性关系及PFOS/PFOA的相关性初步分析了南极区域全氟化合物的可能来源。应用本法还对南极中山站的湖水和雪水进行的了监测。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 PFCs的分类和物理化学性质

1．3 PFCs的POPs的特性

1．3．1 PFCs的持久性

1．3．2 PFCs的生物富集性

1．3．3 PFCs的远距离传输性

1．3．4 PFCs的生物体毒性

1．4 PFCs的来源及传播途径

1．5 环境介质中PFCs的提取方法

1．5．1 水样品

1．5．2 沉积物

1．5．3 大气

1．5．4 生物

1．5．5 工业用品

1．6 PFCs仪器分析的研究进展

1．7 本论文的研究内容及研究意义

第2章 PFCs液相色谱串联质谱(HPLC-MS-MS)分析方法的建立

2．1 实验部分

2．1．1 仪器与试剂

2．1．2 实验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 仪器的调谐

2．2．2 进样方式

2．2．3 仪器干扰的消除

2．2．4 色谱流动相的选择

2．2．5 质谱条件的选择

2．2．6 全氟化合物质谱方法的特征离子选择

2．2．7 分析方法的质量控制

2．3 小结

第3章 环境介质中PFCs前处理方法的建立

3．1 仪器及设备

3．1．1 仪器

3．1．2 试剂

3．2 实验方法

3．2．1 水样的预处理方法

3．2．2 固体沉积物的预处理方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 水体中全氟化合物前处理条件的建立

3．3．2 沉积物及土壤中全氟化合物前处理条件的建立

3．3．3 生物中全氟化合物前处理条件的建立

3．4 小结

第4章 莱州湾区域PFCs的分布特征

4．1 研究区域

4．2 样品的采集

4．3 样品的前处理

4．4 结果与讨论

4．5 小结

第5章 南极典型区域PFCs分布特征及来源解析

5．1 南极地理位置

5．2 南极区域沉积物中全氟化合物的检测与来源分析

5．2．1 采样点信息

5．2．2 检测结果

5．2．3 南极沉积物中来源解析初探

5．3 南极中山站雪水和湖水中全氟化合物的检测与来源分析

5．3．1 南极中山站区域介绍

5．3．2 中山站采样点位

5．3．3 南极中山站检测结果

5．4 小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢