土壤中氯苯类有机污染物的分析实验

土壤中氯苯类有机污染物的分析实验
周永莉;王琳玲
【摘要】介绍了一种分析土壤中氯苯类有机污染物的实验方法,包括土壤样品的制备、索氏萃取、净化及气相色谱-质谱(GC-MS)定量检测等分析步骤.该实验不仅让学生实际掌握了土壤样品中有机污染物分析的全过程,并且深入学习了GC-MS等大型仪器的分析原理及操作方法.
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2010(027)011
【总页数】3页(P65-66,73)
【关键词】土壤样品分析;氯苯;气相色谱-质谱法;综合实验
【作者】周永莉;王琳玲
【作者单位】华中科技大学,环境科学与工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,环境科学与工程学院,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】X142-33
氯苯类化合物是在农药、染料、化工生产中广泛应用的原料,大多为持久性有毒有机物,对环境及人类健康会造成极大的危害。

对于环境样品中的氯苯,对样品进行适当预处理后,通常采用对含氯物质具有高灵敏度的气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)进行检测[1-5]。

但该检测仪器对所有电负性较强的物质均有响应,因此对于复杂基体的样品,背景干扰较大。

质谱检测器(MS)由于能提供分子结构信息,且具有多
种检测模式,对物质的选择性及定性能力较普通的检测器更强。

近年来,气相色谱-质谱(GC-MS)仪器用于复杂样品中痕量有机污染物的分析逐渐增多[6-10]。

环境化学实验是我院环境工程专业本科生的一门重要的专业课程。

针对目前我院实验课程多数为验证性实验的现状,开展了综合性实验的研究工作。

为了使环境专业的本科学生能更好地学习和掌握环境样品中半挥发性有机物的现代分析技术,设计了土壤中氯苯类有机污染物的分析实验,主要实验内容包括土壤样品的采集制备、索氏萃取、旋转蒸发仪浓缩、小柱净化、GC-MS定量检测等分析过程。

仪器:VarianSaturn3900气相色谱和Saturn2100T质谱检测器(GC-MS,美国Varian公司);旋转蒸发仪(上海亚荣生华仪器厂)。

试剂:正己烷、丙酮、无水硫酸钠等均为分析纯,硅藻土(500目),六氯苯标准物质(CHEM SERVICE)。

氯苯标准储备液:1 000 mg/L 1,2,4,5-四氯苯、4-硝基氯苯和六氯苯混和标准溶液。

2.1 样品的采集与制备
土壤样品来源于湖北省武汉市某化工厂附近被污染的土壤。

用金属器械采集土壤样品,将其装入玻璃瓶,样品到达实验室之后进行风干处理。

风干后的样品,用玻璃棒碾碎后,过2 mm铜网筛,除去2 mm以上的沙砾和植物残体。

按四分法缩分,留下足够分析的样品,再进一步用玻璃研钵磨细,全部通过60目金属筛。

过筛的样品,充分摇匀,装瓶备用。

2.2 索氏萃取
(1)土壤样品萃取:分别称取土壤样品(以下简称样品)5.0 g、无水硫酸钠5.0 g,混匀后装入滤纸筒中,置于60 mL索氏提取器中,用60 mL混合溶剂(丙酮与正己烷的体积比为1∶1)作为提取剂,在60～65℃水浴条件下回流3 h以上。

(2)加标土壤样品萃取:另称取样品5.0 g,装入滤纸筒中,准确加入氯苯标准储备液100μL,混合后加入无水硫酸钠、混匀,密封滤纸筒。

萃取方法与样品完全相同。

以
下加标土壤样品简称加标样品
2.3 萃取液的净化和浓缩
(1)浓缩:分别将样品和加标样品的萃取液转入旋转蒸发器中,在水浴加热温度40℃下浓缩至约2 mL。

(2)净化:采用2 mL玻璃注射器筒作为净化小柱,从下至上依次装填玻璃棉、0.5 g 硅藻土和1 g无水硫酸钠固体粉末。

用6 mL正己烷活化小柱,然后将浓缩后的萃取液过柱净化,最后用正己烷淋洗,用 10 mL容量瓶接取净化液,并定容至10 mL。

2.4 GC-MS定量分析
以1-氯-4-硝基苯(1-C-4-NB)、1,2,4,5-四氯苯(1,2,4,5-TeCB)和六氯苯(HCB)为分析对象,采用GC-MS对萃取液进行定量测定。

以正己烷为溶剂,配制含有3种氯苯的混合标准溶液,分别测定系列浓度的混标溶液,绘制标准曲线,并在同样条件下分别测定样品及加标样品萃取液。

计算样品中各种氯苯含量及样品加标回收率。

3.1 GC-MS分析条件
实验采用最佳的GC-MS检测条件(见表1)。

以正己烷为溶剂配制一系列不同浓度的1-C-4-NB、1,2, 4,5-TeCB和HCB混合标准溶液,在表1条件下进行测定,分别将峰面积与对应的氯苯浓度进行线性回归,绘制标准曲线,每个浓度点平行测定3次取平均值。

根据5点线性回归,得到3种氯苯的标准曲线、线性范围、线性相关系数、检出限(Limit of detection,LOD) (信噪比S/N=3)和定量测定限(Limit of quantitation,LOQ)(S/N=10),见表2。

3.2 测定结果
将风干、研磨并过筛处理后的样品,采用索氏萃取法进行样品预处理。

实际样品及加标样品均平行处理两份。

萃取后分别进行浓缩净化,GC-MS测定,分别计算各种氯苯在实际土壤中的含量和加标回收率,测定结果见表3。

本实验建立了一种土壤中氯苯类有机污染物的分析方法,通过该实验学生可以学习
实际土壤样品的完整的分析方法,使学生在实验中达到动手、动脑,并通过该实验了解和掌握本学科前沿领域新的实验方法,提高了学生的学习兴趣,提高了我院环境化学实验课程的整体水平。

【相关文献】
[1]王琳玲,王力,陆晓华.点源排放六氯苯在多环境介质中的分布研究[J].环境科学与技
术,2007,30(2):5-8.
[2]宋春满,方敦煌,邓云龙,等.土壤中17种有机氯农药残留量的毛细管气相色谱测定法[J].分析试验室,2007,26(6):41-43.
[3]路瑞,秦延文,郑丙辉,等.沉积物中有机氯农药超声提取分析方法研究[J].环境科学研
究,2008,21(3):135-140.
[4]陈静,王琳玲,陆晓华,等.点源排放六氯苯在植物中的分布研究[J].环境科学,2009,30(4):1173-1178.
[5]王冬进.土壤中四氯苯、六氯苯的测定[J].污染防治技术,2009,22 (4):109-110.
[6]王玉飞,陈晓红,傅小红.气相色谱-串联质谱法测定生物样品中的多氯联苯和滴滴涕[J].色
谱,2007,25(1):112.
[7]史双昕,周丽,邵丁丁,等.北京地区土壤中有机氯农药类POPs残留状况研究[J].环境科学研
究,2007,20(1):24-29.
[8]史双昕,邵丁丁,周丽,等.安徽省土壤中有机氯杀虫剂的残留状况研究[J].环境科学学
报,2007,27(9):1534-1540.
[9]李倦生,陈一清,吴小平,等.湖南省土壤中有机氯农药的残留规律研究[J].环境科学研
究,2008,21(5):85-90.
[10]王万红,王颜红,王世成,等.GC-MS测定土壤中阿特拉津、六氯苯等十种农药残留[J].环境化
学,2009,28(6):899-903.。