土壤環(huán)境中多氯聯(lián)苯的分析方法研究.pdf

1、本論文在全面綜述土壤環(huán)境中多氯聯(lián)苯(PCBs)前處理及分析方法的基礎(chǔ)上，選擇具有高毒性的12種類二噁英類PCBs作為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了土壤環(huán)境中類二嗯英類PCBs的樣品前處理技術(shù)，建立了雙柱分離的氣相色譜(GC-ECD)定性定量方法，并利用建立的分析方法對(duì)土壤環(huán)境中的12種類二嗯英類PCBs進(jìn)行了實(shí)際測定，進(jìn)一步驗(yàn)證了方法的可行性。因此，研究具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括以下幾個(gè)部分： (1)土壤環(huán)境中

2、PCBs萃取方法研究 論文選擇對(duì)環(huán)境友好的超臨界CO<,2>流體萃取技術(shù)(SFE-CO<,2>)對(duì)土壤樣品中的12種類二噁英類PCBs進(jìn)行了萃取，系統(tǒng)研究和優(yōu)化了萃取壓力、溫度、改性劑用量、CO<,2>用量、收集溶劑種類等因素對(duì)萃取效率的影響，建立了SFE-CO<,2>萃取土壤樣品中12種類二嗯英類PCBs的方法。結(jié)果表明，在最佳萃取條件下，12種類二噁英類PCBs的加標(biāo)回收率為73.0﹪～129.0﹪，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)

3、為1.0﹪～10.5﹪。 論文通過對(duì)超臨界CO<,2>流體萃取儀進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了土壤樣品的加速溶劑萃取(ASE)，并對(duì)ASE的萃取條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。結(jié)果表明，在最佳萃取條件壓力10MPa，溫度100℃，萃取時(shí)間15 min，萃取溶劑正已烷/丙酮(v/v=1/1)，萃取樣品量3g下，12種類二嗯英類PCBs的加標(biāo)回收率為88.5﹪～109.8﹪，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.1﹪～6.7﹪，說明方法的回收率和重現(xiàn)性均較好。 本論

4、文還對(duì)超聲萃取的萃取條件進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化研究，并考察了酸堿處理對(duì)PCBs萃取回收率的影響。結(jié)果表明，對(duì)于超聲萃取，最佳萃取條件為：萃取溶劑正己烷，樣品浸泡時(shí)間4h，一次超聲萃取時(shí)間5min(重復(fù)三次)，此條件下12種類二嗯英類PCBs的加標(biāo)回收率為93.1﹪～112.9﹪，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.1﹪～11.1﹪。對(duì)于酸堿處理，常溫常壓下，濃硫酸酸洗和NaOH堿洗都不會(huì)對(duì)類二噁英類PCBs產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，12種類二噁英類PCBs樣品的回收率分別

5、為88.0﹪～112.8﹪和83.2﹪～106.5﹪；但在超聲萃取的條件下，12種類二噁英類PCBs樣品的回收率僅為4.6﹪～49.5﹪和1.3﹪～16.9﹪。這說明在超聲波能量的作用下，會(huì)使?jié)饬蛩岷蚇aOH對(duì)PCBs的結(jié)構(gòu)破壞性增強(qiáng)，而使回收率下降，且NaOH對(duì)PCBs的破壞性要大于濃硫酸對(duì)PCBs的破壞性。 論文對(duì)超臨界流體萃取、加壓溶劑萃取、超聲萃取和索氏萃取(參照EPA方法8280)四種預(yù)處理方法從萃取回收率、精密度、

6、設(shè)備操作等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的比較分析，最終將加壓溶劑萃取定為本論文的最佳萃取方法。 (2)PCBs的土壤樣品萃取液凈化方法研究 本論文利用自制的硅膠柱、活性碳柱和多段硅膠柱等樣品純化技術(shù)，研究比較了不同的淋洗液對(duì)PCBs的洗脫效果，發(fā)現(xiàn)對(duì)于硅膠柱，用100mL石油醚/二氯甲烷(v/v=4/1)進(jìn)行洗脫可使洗脫效率最高，為94.0﹪；對(duì)于活性碳柱，用200mL正己烷進(jìn)行洗脫可使洗脫效率最高，為83.7﹪；對(duì)于多段硅膠柱，

7、用150mL石油醚/二氯甲烷(v/v=97/3)進(jìn)行洗脫可使洗脫效率最高，為81.5﹪。 通過比較這三種柱子的凈化效果及淋洗液體積，將硅膠凈化技術(shù)確定為本研究最終的凈化方法。 (3)土壤環(huán)境中PCBs分析方法研究 本論文通過對(duì)氣相色譜柱系統(tǒng)的選擇、氣相色譜操作條件的優(yōu)化，研究并建立了用GC-ECD雙柱分離與檢測方法定性定量分析土壤環(huán)境中12種類二噁英類PCBs的分析方法，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境樣品中PCBs的有效分離，

8、為整個(gè)分析方法的建立奠定了基礎(chǔ)。用建立的GC-ECD雙柱分離分析系統(tǒng)分析了含12種類二噁英類PCBs的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，對(duì)所得譜圖的各峰標(biāo)記了IUPAC編號(hào)。確定了PCBs在柱Rtx-1701和Rtx-5上的檢測限，分別為0.8～1.6pg和0.9～1.5jpg；采用GC-ECD重復(fù)分析了12種類二噁英類PCBs混合標(biāo)樣，在柱Rtx-1701和Rtx-5上的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.4﹪～4.3﹪和2.3﹪～4.3﹪，說明實(shí)驗(yàn)階段儀器的精密度高且

9、檢測限低，分析PCBs混合標(biāo)樣和土壤加標(biāo)樣品時(shí)，分離效果均較好 (4)土壤樣品中PCBs的測定用建立的前處理方法及分析方法對(duì)濟(jì)南市3個(gè)采樣點(diǎn)的土壤樣品進(jìn)行了實(shí)際測定，結(jié)果在山東大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院主樓后面的土壤內(nèi)未檢出類二噁英類PCBs，這可能與此采樣點(diǎn)附近無特定的污染源有關(guān)；在濟(jì)南市殷陳莊小麥田內(nèi)的土壤中檢出5種類二噁英類PCBs，含量為37～195pg/g；在濟(jì)南鋼鐵廠門口路邊的土壤中共檢出8種類二噁英類PCBs，含量為

10、50～671pg/g。表明不同地區(qū)土壤中類二噁英類PCBs的污染水平不同。對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行質(zhì)量控制，結(jié)果顯示12種類二噁英類PCBs在Rtx-1701柱上的平均回收率為78.1﹪～95.9﹪，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0﹪～5.6﹪；在Rtx-5柱上的平均回收率為77.6﹪～97.2﹪，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0﹪～5.5﹪。表明12種類二噁英類PCBs的平均回收率均達(dá)到US EPA的質(zhì)量控制要求，方法的重現(xiàn)性較好，所建立的前處理方法及分析方法是可

11、行的?？傊?，論文建立了雙柱分離的氣相色譜(GC-ECD)定性定量方法，為環(huán)境樣品中所有PCBs的有效分離奠定了理論基礎(chǔ)；建立了土壤環(huán)境中PCBs的分析方法，為確定土壤環(huán)境中PCBs的殘留水平以及環(huán)境行為(遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨)的研究提供了方法基礎(chǔ)。論文建立的土壤環(huán)境中PCBs的提取．凈化．分離分析方法具有高效、快速、可靠、低污染等特點(diǎn)，可推廣應(yīng)用到其它環(huán)境固體樣品中PCBs的監(jiān)測分析中，也可應(yīng)用到環(huán)境中其它污染物的分析中。因此，本論文具有很