中国科技大学3环境监测新技术导论1

0.002μ /L
Mn 0.000006μ /L
0.00002μ /L
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
2. 可方便地进行多元素同时测定 3. 可同时测定各个元素的各种同位素
4. 可有效地进行化学形态的测定 5. 可进行多机联用 不足：
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•四极杆型质量分析器
•特点： • 原理成熟、操作简单、维护方便、谱库丰富且 •质谱经典、易于分析、灵敏度高、定量重现性好。在 •环境监测中得到广泛应用。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
二、GC-MS常用的离子化方法
GC-MS常用的离子化方法主要有：
1. 电子轰击型（EI） 正化学电离型（PCI）
2. 化学电离型（CI）
负化学电离型（NCI）
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•PCI: 发生的分子-离子反应主要有质子转移 • 反应、电荷交换反应、亲电加成反应。
•NCI: 发生的分子-离子反应主要有电子捕获 • 反应、负离子加成反应等。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•蒽
•菲
•顺反异构体蒽、菲的红外光谱图
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•
•A •B
•C •邻甲酚
•OH •CH3
百
分 透
•O H
过
•间甲酚
率
•CH3
•OH
•对甲酚
• CH3
•波数/cm-
1
•三个甲酚异构体的红外波谱图
PPT文档演模板
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
等离子体： 是指含有一定 浓度的阴、阳 离子且能导电 的气体混合物。 ICP可维持温 度在10000K。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
ICP与MS的接口示意图：
MS
•M
•MS••1质0谱-4～10-5
仪
S
•Torr
•1～2Torr
中国科技大学3环境监测新技术导论1
Tanabe等用GC-MS法测定了河水中的 32种除草剂，定量下限为0.01～0.02微克/升。
3. 空气和废气的分析： 室外环境空气： 以苯并〔a〕芘为代表 的多环芳烃（PAH）、氯乙烯单体、丙烯腈、 二氯甲烷、三氯乙烯、苯等有机污染物 室内空气：醛类、多环芳烃、硝基芳烃、 防虫剂和杀虫剂、苯、四氯乙烯、三氯乙烯、 丁二烯等有机污染物。
中国科技大学3环境监测新技术导论1
2. 农药类分析：
如Deronx等人使用GC-MS-CI和GCMS-EI法测定运河水中的农药残留物及 其他有机污染物，共测出了110种化合物，并 确证了每种污染物的结构。
田边等用GC-MS法测定了环境颗粒物中 存存在的90种农药残留物及10种农药分解产 物。
PPT文档演模板
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
3. 接口： 从LC洗脱的成分应能稳定、连 续、再现地导入MS中，在接口处不 引起分子的分解及吸附，不能因为 存在死空间而导致质谱峰变宽。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•二. LC-MS接口
•
带放电离子源的热喷射离子化导
• 入LC-MS系统：
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
一、GC-FTIR基本装置：
•FTIR
口接
•
•GC
•光管
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•
KBr
•输送管
•红外光
•气相色谱仪
•光管
•红外探测
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
二、红外检测器的特点： （红外检测器与质量检测器相比）
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
4. 恶臭物质的分析 胺、硫化物、醛类、酚类、脂肪酸及含 氮含硫有机物等。
5. 土壤样品中二噁英类及其他污染物的 分析
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
二恶英(Dioxin)，又称二氧杂芑(qǐ) ,全 称分别是多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋 喃。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
一、仪器设备：
这套设备主要由GC、GC与ICP 接口、ICP-MS组成。
GC与ICP之间的接口可简单地用一 短的传输管线连接GC出口端与ICP管 座底部加以实现。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•Se色谱柱
PPT文档演模板
•气相色谱仪 •色谱柱
多氯二苯并二恶英由2个氧原子联结2个 被氯原子取代的苯环 ，有75种异构体 。
多氯二苯并呋喃由1个氧原子联结2个被 氯原子取代的苯环。有135种异构体。
二恶英是环境内分泌干扰物的代表。它 们能干扰机体的内分泌，产生广泛的健康影 响。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
§1.5 GC-FTIR联用及在环境监测 中的应用
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
§1.2 MIP-MS的联用技术
以微波诱导等离子体为发射源的质谱分析 技术
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
§1.3 GC-ICP-MS联用技术
将具有高分辨率和高分离效率的 GC与ICP-MS的高灵敏度、高基体耐 受量及同位素比测定能力相结合的方 法。用于测定痕量和超痕量有机金属 污染物。
•第二级喷嘴
• 约10Pa
•10-
2
•M
•P
S
a
抽
抽
真
真
空
空
中国科技大学3环境监测新技术导论1
2. 分类 GC-MS联用仪按分辨率分为： GC-HRMS(气相色谱-高分辨质谱联用仪） GC-LRMS(气相色谱-低分辨质谱联用仪）
PPT文档演模板
•台式、小型气相色谱-低分辨质谱联用仪
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•EI--- 提供结构信息及定量结果
•PCI---提供化合物的相对分子质量信息
•NCI---对带有高电负性元素的化合物具有很高的 • 选择性和灵敏度
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
三. 质量-色谱图
GC-MS给出的谱图叫质量-色谱图，又 称为离子碎片图。它是当色谱图出现时，质 谱仪在一定的质量范围内重复扫描，并将所 得数据经计算机处理后给出的各质量数和色 谱图，它表示在一次扫描中，某一质荷比的 离子强度随时间的变化规律。
•150～400℃电热金属喷嘴
PPT文档演模板
•真空 泵
中国科技大学3环境监测新技术导论1
三. LC-MS在环境监测分析中的应用
•2,4-D
•2,4,5-T
•
•双酚A
五
•β- 雌二醇
氯
苯
酚
•2,4-二氯苯酚
PPT文档演模板
•几种环境激素类物质混合物的总离子流色谱图
•2,4-•D2,4、-D2、,42,5,4-T,5为-T苯为氧苯基氧乙基酸乙类酸除类草除剂草剂
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•
全加热型接口
•不锈钢接口管
•等离子炬管座
•气相色谱毛细管
•尾吹Ar气
•加热器
•温度传感器
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
商品全加热型接口
•A
•D
• •
气 相 色 谱 仪
PPT文档演模板
•A
•B •C
•D 等 离 子 炬 管 座
•C ••BB
中国科技大学3环境监测新技术导论1
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
三. 在环境分析监测中的应用:
1. 环境水中挥发性有机化合物（VOCs） 的分析 田边等用GC-MS法一次性测定了水中
三氯乙烯等 52种挥发性有机化合物，如图：
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
响 应
PPT文档演模板
•
•tR/min
中国科技大学3环境监测新技术导论1
三、 GC-FTIR在环境监测中的应用 1. 水环境监测中的应用： 测定化工厂排放废水中的有机污染物 如：对-二氯苯、3,4-二氯代-6-硝基苯胺、 丁醚、硫脲、有机氯农药、水杨醛、、烷 基钛酸酯、磷酸三苯酯、二乙基丙二酸酯、 间氯代硝基苯、对氯代硝基苯、邻氯代硝 基苯等。
电 化 学 分 析 系 统
•工作电极 •参比电极 •对电极
•液流
•液流通道
中国科技大学3环境监测新技术导论1
• 如：大米中几种有机磷化合物的LC-EC测定
真空泵
•真空泵
•电感线
进样嘴锥体 分离嘴锥体 圈
•等离子炬
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
二、ICP-MS分析法的特点：
1. 灵敏度特别高
ICP-MS
无火焰原子吸收
As 0.000031μ /L
0.0008μ /L
Cr 0.00004μ /L
0.0002μ /L
Hg 0.000018μ /L
中国科技大学3环境监测新技术导论1
外源性化合物：
外源性化合物是指：不是产生于生 物体内的代谢途径，而是通过体外途径 进入生物机体，并且没有内在生物学功 能的化合物。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
§1.7 液相色谱-电化学联用系统(LC-EC)
•
PPT文档演模板
•液相色谱
•微型电化学池
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
世界野生动物基金会1997年公布的环境
激素类物质有68种,被怀疑是环境激素类的
物质有150多种,除Cd、Hg、Pb及其化合物 外,其余全是有机化合物,如:各种除草剂、杀 虫剂、农药类、氟里昂、食品添加剂、呋喃 类、对硝基甲苯、甲基汞等.
PPT文档演模板
§1.6 液相色谱-质谱（LC-MS） 联用技术
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
一、LC-MS系统应满足的条件 1. LC:
要求流动相的流量要达到几 ml/min,流动相的种类要相对固定， 要能够进行梯度淋洗。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
2. MS: MS仪主机能经常保持高真空， 而且不能受到测定体系之外物质 的污染。应能使用通常的几种离 子化方法，能够进行高分辨的质谱 测定和高灵敏度检测。
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
2. 大气环境监测中的应用：
大气污染物：苯、甲苯、六氟乙烷、八 氟戊烷、甲烷、丙烯、乙烯、CO、SF6、 CF4、NH3、NO2、NO、SO2、HF、HCI、 H2SO4等。 3. 土壤及固体污染物的测定
PPT文档演模板
中国科的应用：
1. 天然水及废水中Cr、Ni、As、Sr、Pd Sn、Sb、Mo、Zr等的测定
2. 大气粉尘中Pb、Cd、Hg、AI、Ti、Cr、 Mn、Ca、Ni等微量金属的测定
3. 茶叶、树叶、贝类、米粉等样品中V、Ni、 Zn、Ge、As、Mo等的测定
4. 环境样品中As、Hg、Se等的价态测定
•MS
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•
(1) 隙透式分离器
•GC
流载 气 样 品
•
•1Torr左右 • 真空泵
•
多 孔 烧 结 玻 璃 管
•MS
真 空 套
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•G C
载 气 样 品 流
PPT文档演模板
• •
•
(2) 喷射式分离器
•第一级喷 嘴
中国科技大学3环境监测新技术导论1
环境激素:
环境内分泌干扰剂;是一类外源性化合 物,被认为是三大环境问题(环境激素问题、臭 氧层破坏、全球变暖)之一, 它干扰生物为保 持体内平衡和调节发育过程所需的正常激素 的产生、释放、转移、代谢、结合、反应和 消除,或在未受伤的生物或其后代中引起不良 的健康影响和内分泌功能的改变，对动物的 生殖系统、免疫系统和神经系统都有严重的 影响。
接口的主要作用是：在能够保持良好的 分离度和灵敏度的条件下，使气相色谱分离 出的成分全部导入ICP-MS中检测。
二、应用
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
§1.4 GC-MS联用技术
一. 仪器结构与分类 1. 结构
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•GC
•接•接口口
1. 红外检测器（IRD）不破坏分子结构，可 保证对完整的分子进行分析。
2. 对不同分子有特异性，重现性好 3. 不会破坏分子的构型 （a）芳稥环取代基团定位
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
•CH3 •CH3
•CH3 •CH3
•CH3 •CH3
•（b）顺反异构体、环桥、脂肪链异构体
中国科技大学3-环境监 测新技术导论-1
PPT文档演模板
2020/11/3
中国科技大学3环境监测新技术导论1
§1.1： ICP-MS联用及其在环境监测 中的应用
PPT文档演模板
中国科技大学3环境监测新技术导论1
一、 ICP-MS仪的结构：
•
•真空系 统
等 离 子
•接 口
炬
•质谱仪
•控制测量与 数据处理系统