GC-MS法测定水中有机氯农药.ppt

GC-MS法测定水中法测定水中 有机氯农药有机氯农药 农药农药pesticidepesticide 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农药使用环境安全技术导则(HJ556-2010)农药发展的三个时代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。农药与环境农药与环境 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 农药分类农药分类按组成成分按组成成分 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 有机氯农药种类有机氯农药种类 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。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 和异狄氏剂等和异狄氏剂等 此外此外,以松节油为原料的莰烯类杀虫剂、毒杀芬和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。以萜烯为原料的冰片基氯也属于有机氯农药。http:/ 有机氯农药特性有机氯农药特性 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。水中有机氯农药监测现状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：-六六六，-六六六，-六六六，-六六六，七 氯，艾氏剂，环氧七氯，-硫丹，4,4-DDE，狄氏 剂，异狄氏剂，-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 有机氯农药监测方法有机氯农药监测方法 采样采样 样品运输样品运输 和保存和保存 样品制备样品制备 样品提取样品提取 样品净化样品净化 样品分析样品分析 有机氯农药水样的采集有机氯农药水样的采集 玻璃（棕色）（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聚四氟乙烯衬垫的螺旋盖封瓶 当采用非实心的磨口瓶塞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锡纸包覆瓶塞，并密封；水质采样水质采样 样品的保存和管理技术规定样品的保存和管理技术规定 （HJ 493HJ 493-20092009）有机氯农药水样的运输和保存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 水中有机氯农药的测定方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，通过配置电子捕获检测器（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。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 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 水中有机氯农药分析方法水中有机氯农药分析方法 一、已有国家标准方法一、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、二、水和废水监测分析方法（第四版）水和废水监测分析方法（第四版）（增补版）（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 有机氯农药测定的注意事项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。有机氯农药标样使用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。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。有机氯农药标样有机氯农药标样 常用两种混标常用两种混标 有机氯农药：（16种）-六六六，-六六六，-六六六，六氯苯，七氯，艾氏剂，环氧七氯，-硫丹，4,4-DDE，狄氏剂，异狄氏剂，-硫丹，4,4-DDD，2,4-DDT，4,4-DDT，甲氧滴滴涕 有机氯农药：（17种）-六六六，-六六六，-六六六，-六六六，七氯，艾氏剂，环氧七氯，-硫丹，4,4-DDE，狄氏剂，异狄氏剂，-硫丹，4,4-DDD，异狄氏醛，硫丹磺酸酯，4,4-DDT，甲氧滴滴涕（17种）定量校准定量校准 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 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 GC-MS仪器的稳定性仪器的稳定性 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%（2530%）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 内标物的选择内标物的选择 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。理想的内标理想的内标物物 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 内标校正的优点内标校正的优点 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）方法检出限方法