GC-MS法测定水中有机氯农药

定量校准
校准曲线
• 标准曲线 标准溶液系列直接测量 • 工作曲线（试样的预处理较复杂致使污染或损失不可忽略时） 标准溶液经过与样品相同的消解、净化和测量等全过程 • 相对响应因子（RRF） 至少5个浓度标准溶液，每个溶液分析3次，计算相对响应因子
外标校准曲线法
配制5个浓度水平的待测标准溶液，最低浓度应接近或略高于检出限
有机氯农药水样的运输和保存
现场采好的水样应注意低温保存，可采用 冷柜，或简易冷藏箱（放有冰块的保温箱）， 将样品保持在1-5C。 运输过程应防震、低温保存、避免阳光照射， 还应防止车内空气污染样品。 样品运回实验室后立即放入冰箱或冷藏库中于 4℃温度下保存。水样必须在采样后5d内完 成萃取，30d内完成仪器分析
标准使用液的稀释与保存
取一定量的中间储备液，用合适的有机溶剂稀释成所需浓度的标准使用液。标 准使用液保存于样品瓶中，用有特氟龙硅胶垫的密封盖密封，存放于-10～-20℃ 的低温冰箱中保存。有内标物存在时，可保存使用3个月。
使用保存的标准溶液时，将标准溶液从冰箱中取出后， 一定要平衡到室温后使用。
GC-MS仪器的稳定性
每天一次测定目标物的定量校准曲线中中间浓 度的标准溶液，确认其（各目标物、内标、替 代物）灵敏度变化与制作校准曲线时的灵敏度 相比在20%（25～30%）以内 GC-MS每天保留时间变化＜±5%，与内标保 留时间比＜±2%
有机氯农药内标物的选择
EPA 8081A • 五氯硝基苯（Pentachloronitrobenzene）单柱分析 • 1-溴-2-硝基苯（1- bromo-2-nitrobenzene） 双柱分析 • • • • 相关文献资料 菲：Phenanthrene； 芘：Pyrene； 屈：Chrysene。 荧蒽：Fluoranthene
水中有机氯农药分析方法
一、已有国家标准方法 《水质 六六六 滴滴涕的测定 气相色谱法》 （GB 7492-87） 二、《水和废水监测分析方法（第四版）》（增补版） 1.《有机氯农药 毛细管柱气相色谱法（GC-ECD） 》（16种有机氯农药） 用正己烷做萃取剂，在中性条件下，萃取水中有机氯农药。 100 mL水样，10 mL正己烷，萃取1次 2.《有机氯农药 毛细管柱气相色谱-质谱法》（10种有机氯农药） 采用液-液萃取和液-固萃取两种方法 1L水样，50 mL正己烷，萃取2次，先旋蒸再氮吹 1L水样，PS-2小柱，洗脱液-6 mL丙酮、3 mL正己烷和3mL乙酸乙酯 三、现行正在制、修订标准：南京环境科学研究所 1.《水质 有机氯农药和有机卤化物的测定 液液萃取或固相萃取/气相色谱-质谱法》 2.《水质 有机氯农药和有机卤化物的测定 液液萃取或固相萃取/GC-ECD法》
水中有机氯农药的测定方法
目前，我国环境监测部门对水体中有机氯农药含量的测定普遍采用气相色 谱法，通过配臵电子捕获检测器（ECD）进行测定该检测方法简便、仪器普及 率高，但ECD检测器易受污染，影响定性确认，同时具有定量线性范围窄等诸 多不足。 双柱或多柱保留指数定性是GC中较为可靠的方法，因为不同的化合物在 不同色谱柱上具有相同保留值的几率要小得多。 双柱：一般选择非极性和中等极性柱 李杰颖，刘方，邹晓等. 双柱、双ECD对农药多残留的快速检测[J]. 山地农药生物学报, 2007, 26(6):551-556. （DB-1和DB-17） 本实验室选用（ HP-5和DB-35MS ） 在多种农药残留分析中，质谱（MS）检测器被广泛使用，通过选择离子 模式（SIM）对化合物进行定量分析，可提高分离度和定量的准确度。
农药与环境
1962年，美国生物学家莱切尔·卡逊女士出版了《寂静的春天》 一书，引起了人们对化学农药使用的争论，唤醒了人们的环境 保护意识。 农药对空气的污染 农药对水体的污染 • 近水道农药喷洒，下水道排水； • 来自农药使用区域的径流； • 不规范的处理农药容器； • 清洗喷洒和贮存农药的设备或被农药污染的设备； • 农药泄露；农药污染的土壤淋溶等。 农药对土壤的污染 -刘维屏.农药环境化学.北京：化学工业出版社.2005 .10
理想的内标物
• • •
内标校正的优点
• •
方法检出限
某特定分析方法在给定的臵信度内可以从样品中检出待测物的 最小浓度或最小量，是建立分析方法中较重要的一个参数，特 别是评估一个分析方法对于低浓度的样品检测具有重要意义 “检出”是指定性检出，即判定样品中存在有浓度高于空白的 待 测物质 美国EPA SW-846中规定方法检出限： 连续分析7个接近于检 出限浓度的实验室空白加标样品，计算标准偏差s。 方法检出限按下式计算： MDL＝s× t（n-1，0.99） 其中： t(n-1,0.99)为臵信度为99％、自由度为n－1时的t 值； n为重复分析的样品数， n=7 时，99%的臵信度下t（6， 0.99）=3.143 Trace Analyses for Wastewaters, Environ. Sci. Technol., 1981, 15, 1426-1429.
有机氯农药种类
有机氯农药主要分为以苯为原料和以环戊二烯为
原料的两大类。
•以苯为原料的包括六六六、滴滴涕和六氯苯等 •以环戊二烯为原料的包括七氯、艾氏剂、狄氏剂 和异狄氏剂等 此外,以松节油为原料的莰烯类杀虫剂、毒杀芬和
以萜烯为原料的冰片基氯也属于有机氯农药。
—http://baike.baidu.com/view/1666714.htm?fr=ala0_1_1
1：甲体六六六；2：六氯苯；3：乙体六六六；4：林丹；5：七氯；6：艾氏剂；7：环氧七氯；8：硫丹I；9：P,P'DDE；10：狄氏剂；11：异狄试剂；12：硫丹II；13：P,P’-DDD；14：O,P'-DDT；15：P,P'-DDT；16：甲氧滴滴涕 图2. HP-5柱子上16种有机氯农药标准色谱图
GC-MS法测定水中
有机氯农药
农药pesticide
用于预防、消灭或者控制危害农业、林业
的病、虫、草和其他有害生物以及有目的
地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来
源于生物、其他天然物质的一种物质或者
几种物质的混合物及其制剂。
农药使用环境安全技术导则(HJ556-2010)
农药发展的三个时代
从农药商品化的使用和发展来看，大致分为三个时代 天然药物时代 19世纪中期，植物除虫菊、鱼藤、烟草 无机农药时代 砷酸铅、砷酸钙、硫酸烟碱 有机合成农药时代 1939年，瑞士化学家缪勒(1948年获得诺贝尔生理 学与医学奖)合成了滴滴涕，DDT对多种重要的农 业害虫的药效都超过了以往的天然杀虫剂，而且， 由于对病媒昆虫的突出防效，挽救了千万人的生命。 从此，化学农药进入新的快速发展时期。
内标物的选择
• • 原样品中不存在的纯物质，该物质的性质尽可能与待测组分相近， 不与被测样品起化学反应，同时要能完全溶于被测样品中。 内标物的峰应尽可能接近被测组分的峰，或位于几个欲测组分的峰 中间，但必须与样品中的所有峰不重叠，即完全分开。 被测组分的稳定同位素标记化合物（氘代的或者是碳13标记的待测 物，相比之下，氘代的更便宜些），因为它们的物理化学性质相同 同系物的理化性质相似，还有相同的特征离子，又极易分离，是常 用的内标物 其它物化性质相似的化合物，只要通过实验所得的定量结果在允许 误差范围内，也可以作为内标物 进样量的变化，色谱条件的微小变化对内标法定量结果的影响不大 目标化合物和内标的保留时间还可以用于计算目标化合物的相对响 应时间（RRT）
1：六氯苯；2：甲体六六六；3：林丹；4：乙体六六六；5：七氯；6：艾氏剂；7：环氧七氯；8：硫丹I；9：P,P‘-DDE； 10：狄氏剂；11：异狄试剂；12：O,P’-DDT；13： P,P’-DDD；14：硫丹II；15：P,P‘-DDT；16：甲氧滴滴涕 图1. DB-35 MS柱子上16种有机氯农药标准色谱图
有机氯农药监测方法
采样 样品运输 样品制备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
和保存
样品分析 样品提取
样品净化
有机氯农药水样的采集
——水质采样 样品的保存和管理技术规定 （HJ 493-2009）
玻璃（棕色）样品瓶采样 注意：不能用水样冲洗采样容器 用带聚四氟乙烯衬垫的螺旋盖封瓶 当采用非实心的磨口瓶塞时，应用二氯甲 烷冲洗过的锡纸包覆瓶塞，并密封；
有机氯农药标样
常用两种混标
有机氯农药： （16种） α-六六六，β-六六六，γ-六六六，六氯苯，七氯，艾氏剂，环氧 七氯，α-硫丹， 4,4’-DDE，狄氏剂，异狄氏剂，β-硫丹，4,4’DDD，2,4’-DDT， 4,4’-DDT，甲氧滴滴涕 有机氯农药： （17种） α-六六六，β-六六六，γ-六六六，δ-六六六，七氯，艾氏剂，环 氧七氯，α-硫丹， 4,4’-DDE，狄氏剂，异狄氏剂，β-硫丹， 4,4’-DDD，异狄氏醛，硫丹磺酸酯，4,4’-DDT，甲氧滴滴涕 （17种）
水中有机氯农药监测现状
美国EPA规定的水中129种“黑名单”物质中包括有机氯 农药17种： α-六六六，β-六六六，γ-六六六，δ-六六六，七 氯，艾氏剂，环氧七氯，α-硫丹， 4,4’-DDE，狄氏 剂，异狄氏剂，β-硫丹，4,4’-DDD，异狄氏醛，硫丹磺 酸酯，4,4’-DDT，甲氧滴滴涕 1983年，我国就已经开始停止使用有机氯农药，但是二 十世纪90年代末期，仍然可从长江南京段水域检出有机 氯农药六六六、滴滴涕等，其水平保持在ng· L-1数量级。 我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）也对3种 有机氯农药的标准限值作了规定 。 滴滴涕：0.001 mg/L；林丹：0.002 mg/L； 环氧七氯：0.0002 mg/L
有机氯农药特性
蒸气压低，挥发性小，使用后消失缓慢； 脂溶性强，水中溶解度大多低于1ppm； 氯苯架构稳定，不易为体内酶降解，在生物体内消失缓慢； 土壤微生物作用的产物，也象母体一样存在着残留毒性，如 DDT经还原生成DDD，经脱氯化氢后生成DDE； 有些有机氯农药，如DDT能悬浮于水面，可随水分子一起蒸 发。环境中有机氯农药，通过生物富集和食物链作用，危害 生物； 对人的急性毒性主要是刺激神经中枢，慢性中毒表现为食欲 不振，体重减轻，有时也可产生小脑失调、造血器官障碍等。 文献报道，有的有机氯农药对实验动物有致癌性。
有机氯农药测定的注意事项
有机氯农药中的p,p‘-DDT和异狄氏剂很容易在进样口 发生分解。因此在检测时应该在每间隔几个样品（12 小时的分析时间）用两种的单标做一次分解率测定。 计算其分解率的公式为： • 滴滴涕的分解率%=降解峰面积之和（DDD+DDE） 100/全部峰面积之和（DDT+DDD+DDE） • 异狄氏剂的分解率%=降解峰面积之和（异狄氏醛+异 狄氏酮）100/全部峰面积之和（异狄氏剂+异狄氏醛+ 异狄氏酮） 如果任何一种化合物的降解超过了15%，则进样口设备 需要进行维护和重新校准。
内标校准曲线法
• • 首先选定一个或多个合适的内标物质 配制含恒定内标物质的5个浓度水平的待测标准溶液，低浓度也应接近 或略高于检出限
定量校准
溶液浓度在mg/L级水平时，其相关系数应>0.995； 溶液浓度在ug/L级水平时，其相关系数应>0.990；
最高浓度均不得超出仪器的线性响应范围
农药分类——按组成成分
A 有机磷类 磷酸酯、一硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯、磷酰胺、硫 代磷酰胺、焦磷酸酯 B 有机氯类 C 氨基甲酸酯类 N－甲基氨基甲酸酯类、二甲基氨基甲酸酯 D 拟除虫菊酯类 光不稳定性拟除虫菊酯、光稳定性拟除虫菊酯 E 有机氮类 脒类、沙蚕毒类、脲类 F 有机氟类 G 无机杀虫剂 是以天然矿物质为原料的无机化合物 H 植物性杀虫剂 I 微生物杀虫剂 J 昆虫生长调节剂 K 昆虫行为调节剂
有机氯农药标样使用
标准样品登记
所有的标准样品应进行登记，记录内容包括样品名称、生产厂家、批号、接受 时间、有效期等，标样证书要存档备查。
母液、中间储备液保存
母液和中间储备液打开使用后，立即转移到密封样品小瓶中，做好标记，贴好 标签，存放于-10～-20℃的低温冰箱中保存。长时间使用时，要注意检查溶液的 蒸发情况。有机氯农药的标样相对还是比较稳定的，一般在高浓度（10ppm以上） 下贮存的时间较长（半年），异狄氏剂在低浓度很容易分解为异狄氏剂醛和酮， 因此，异狄氏剂使用前应该测其是否已经分解。