全氟壬酸的GC-MS檢測(cè)及其在沉積物上的吸附特征研究.pdf

1、全氟化合物(PFCs)因其具有很強(qiáng)的碳氟共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)而具有疏水疏油的特性，因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用產(chǎn)品(紡織、包裝、表面處理、滅火等)中，迄今為止已在幾乎所有的環(huán)境介質(zhì)和生物體中被檢出，成為全球性的環(huán)境污染問(wèn)題。早在2002，典型性全氟化合物全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)就被定義為“持久存在于環(huán)境、具有生物儲(chǔ)蓄性并對(duì)人類(lèi)有害的物質(zhì)”，從而開(kāi)始被限制，在經(jīng)過(guò)一系列的限制措施后，PFOA和PFOS的排放已經(jīng)逐漸減少，但是其他

2、長(zhǎng)鏈的同系化合物如全氟壬酸(PFNA)卻沒(méi)有得到限制，而研究顯示長(zhǎng)鏈的PFNA比PFOA及更短鏈的全氟羧酸具有更高的生物累積性和潛在的生物毒性，近年來(lái)，世界各地動(dòng)物及人類(lèi)的血液、血清和肝臟中檢測(cè)出高濃度的PFNA報(bào)告很多。因此，建立一種快捷、穩(wěn)定、可靠的對(duì)環(huán)境樣品中PFNA進(jìn)行分析的方法具有十分重要的意義。全球許多地區(qū)的水體和沉積物已受到不同程度的PFNA污染，研究者對(duì)PFNA在水環(huán)境中的來(lái)源與歸宿探索的較多，而對(duì)于PFNA在沉積物中的

3、環(huán)境行為研究的較少。PFNA在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化途徑對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響不可輕視，因此，對(duì)其在沉積物中的吸附解吸行為進(jìn)行系統(tǒng)的研究具有十分重要的意義。
　　本文建立了經(jīng)PFNA的衍生(酰化)-GC/MS分析方法。從優(yōu)化酰化反應(yīng)條件、GC/MS分析條件出發(fā)，研究了?；瘎┯昧?、縮合劑用量、?；瘯r(shí)間、?；瘻囟鹊纫蛩貙?duì)PFNA?；a(chǎn)物檢測(cè)的影響。在優(yōu)化條件下，39.209min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)PFNA?；a(chǎn)物的分析檢測(cè)。在最優(yōu)化條件下，建立該方法

4、的線性方程Y=1746.71X-27.82；相關(guān)系數(shù)為0.99917；檢測(cè)限為4.50μg/L；重復(fù)性RSD小于10％；保留時(shí)間穩(wěn)定，峰面積值變化小，方法的重現(xiàn)性和精密度較好。
　　本論文還選擇PFNA為吸附質(zhì)，采用洞庭湖沉積物樣品作為吸附劑，進(jìn)行PFNA在沉積物上的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)研究，利用Henry、Fruendlich和Langmuir吸附等溫模型描述沉積物對(duì)PFNA的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，考察了PFNA再沉積物上的吸附

5、機(jī)理；并探討了PFNA的初始濃度、沉積物中有機(jī)質(zhì)含量、沉積物孔徑大小等因素對(duì)吸附效果的影響。研究結(jié)果表明：
　　(1)沉積物樣品吸附PFNA的動(dòng)力學(xué)過(guò)程可分為快吸附反應(yīng)、慢吸附反應(yīng)以及吸附平衡反應(yīng)；沉積物對(duì)PFNA的吸附量隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，沉積物樣品對(duì)PFNA的吸附達(dá)到平衡的時(shí)間為10～28h；沉積物對(duì)PFNA的吸附動(dòng)力學(xué)平衡時(shí)間與PFNA的初始濃度無(wú)必然的聯(lián)系，固液相達(dá)到平衡時(shí)間是個(gè)定值，不隨PFNA初始濃度變化而變化。<

6、br>　　(2)在所研究的濃度范圍內(nèi)，Henry、Freundlich和Langmuir吸附模型均可擬合PFNA在表面沉積物上吸附的熱力學(xué)行為，這體現(xiàn)了其吸附行為的復(fù)雜性；根據(jù)相關(guān)系數(shù)，對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量少的沉積物樣品，用Langmuir模型進(jìn)行擬合的相關(guān)性最好，而對(duì)有機(jī)質(zhì)含量多的沉積物樣品用Freundlich模型模擬的相關(guān)性最好。
　　(3)通過(guò)研究PFNA的初始濃度、沉積物中有機(jī)質(zhì)含量及沉積物粒徑對(duì)吸附行為的影響，可以得出：沉積