C18膜萃取—气相色谱/质谱法测定海螺沟冰雪中多环芳烃的方法研究

摘要

多环芳烃(PAHs)是持久性有机污染物(POPs)中的一大类，具有强致癌性，半挥发性，难降解性等特点，所以在各种环境介质中广泛存在，同时会在土壤-水-动植物中进行富集，最终会通过食物链进入人体，影响人类健康。因此，开发快速有效的检测多环芳烃方法，对及时了解其对环境污染状况、对环境污染防治和人类健康的保证都有重大的意义。
　　目前，冰雪中多环芳烃的研究已经对高山降雪和南北两极极地地区等有了系统的研究，结果显示，人类在低纬度低海拔的活动产生的多环芳烃会随着大气迁移到高纬度海拔地区，当气温降低时，多环芳烃会随着降雪方式重新回到地面，并在高纬度地区富集。但是当温度升高时，一部分多环芳烃会重新挥发到大气中，进行再次迁移;一部分随着冰雪的融化，流进人类赖以生存的淡水系统，对动植物造成伤害。所以，对海螺沟冰雪中多环芳烃的研究是非常有必要的，本文通过查阅大量的文献和相关的标准方法，建立C18固相萃取膜-气相色谱/质谱联用的方法来检测海螺沟冰雪样品中的16种多环芳烃。
　　本文利用气相色谱/质谱联用仪的高分离能力和高灵敏度鉴定能力，建立了GC/MS联用法检测海螺沟冰雪中的多环芳烃，通过优化，确定了最终的仪器检测条件。色谱条件:HP-5MS毛细管柱(30 m×250μm×0.25μm);载气为高纯氦气（纯度≥99.999％）;进样口温度290℃，压力为:23.878 psi，不分流方式进样，恒流模式，载气流速2 mL/min。柱箱程序升温:初始温度100℃，保持1 min，以10℃/min的速率升至240℃，保持5分钟，然后以20℃/min的速率升至280℃，保持8 min。进样量:1.0μL。质谱条件:电子轰击源(EI)，电子能量为70 eV;离子源温度230℃;MS四级杆温度150℃;接口温度280℃;溶剂延迟时间2 min;测定模式为全扫描/选择离子扫描，扫描范围为M/Z0-500 amu。
　　由于C18固相萃取膜具有富集倍数高、萃取效率好、溶剂使用量少、选择性好等优势，本文利用C18膜萃取海螺沟冰雪样品中的16种多环芳烃。考察了影响C18膜萃取效率的因素:有机改性剂的种类和用量、萃取速度、洗脱剂的种类和用量等，得到了最佳的前处理条件。利用该方法对分别加有高、中、低三种浓度混标的4L纯水中PAHs进行定性定量分析，各组分标准曲线的线性关系良好;方法检出限在0.00063-0.011μg/L之间;对高、中、低三个浓度下的加标回收实验，回收率在78.03％-99.81％、81.63％-95.79％和76.31％-94.04％;相对标准偏差(RSD)分别为2.70％-7.51％、4.81％-10.27％和6.59％-12.86％，基本达到到EPA525.5标准方法的要求。本方法应用于海螺沟雪水检测时，能够取得良好的结果，能够满足海螺沟冰雪中多环芳烃的分析测定要求。
　　本实验利用优化后的实验条件成功检测海螺沟冰雪样品中的多环芳烃。分析结果表明，海螺沟冰雪样品主要受到2-4环的多环芳烃污染，含量在223.5ng/L-246.7 ng/L之间，而且远远高于青藏高原其他地区冰雪中多环芳烃的含量。对海螺沟冰川末端融水和海螺沟森林公园水样中多环芳烃进行检测，结果表明:含量略低于与海螺沟冰雪样品中多环芳烃的含量，检测到多环芳烃的种类少于冰雪样品，但是都以低分子量多环芳烃为主。
　　本论文为海螺沟冰雪样品中多环芳烃的检测提供了分析方法，为今后海螺沟多环芳烃监测和污染防治打下了基础。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 冰雪中持久性有机污染物POPs的研究背景

1．2 多环芳烃的来源及危害

1．3 多环芳烃的物理性质

1．4 多环芳烃的研究现状

1．5 研究海螺沟冰雪中的多环芳烃的意义

第2章 分析方法

2．1 水体样品中多环芳烃的前处理方法

2．1．1 液液萃取(LLE)

2．1．2 固相萃取(SPE)

2．1．3 膜萃取(ME)

2．1．4 固相微萃取(SPME)

2．2 固体样品中多环芳烃的前处理方法

2．2．1 索氏提取(SE)

2．2．2 超声萃取(UE)

2．2．3 加速溶剂萃取(ASE)

2．2．4 微波辅助萃取(MAE)

2．2．5 超临界流体萃取(SFE)

2．3 多环芳烃的分析检测方法

2．3．1 高效液相色谱法(HPLC)

2．3．2 气相色谱法(GC)

2．3．3 气相色谱／质谱联用法(GC／MS)

2．3．4 液相色谱—质谱法(LC-MS)

2．4 可行性

2．5 论文研究的内容

第3章 实验方法的建立

3．1 实验部分

3．1．1 实验仪器与试剂

3．1．2 样品的采集与保存

3．1．3 C18固相萃取膜的活化

3．1．4 雪样和水样的处理

3．1．5 GC-MS分析条件的确定

3．2 结果与讨论

3．2．1 有机改性剂对多环芳烃回收率的影响

3．2．2 萃取速度对回收率的影响

3．2．3 洗脱剂对回收率的影响

3．2．4 洗脱剂用量对洗脱效果的影响

3．3 方法的质量控制

3．3．1 标准曲线

3．3．2 方法的准确度、精密度和检出限

3．3．3 空白实验

第4章 实际样品中16种多环芳烃的测定

4．1 海螺沟冰川地理位置

4．2 实际样品中16种多环芳烃的定性分析

4．3 实际样品中16种多环芳烃的定量分析

4．4 海螺沟冰雪与水样中多环芳烃的相关性

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果