液相色谱 - 串联质谱法测定水中全氟化合物分析论文
2026-01-22 15:47:41 来源: 作者:xuling
摘要:工业化发展步伐不断加快的今天,不仅提高了人类的生活质量,同时还造成严重的污染问题,其中水资源全氟化合物污染是较为常见的问题。
0引言
工业化发展步伐不断加快的今天,不仅提高了人类的生活质量,同时还造成严重的污染问题,其中水资源全氟化合物污染是较为常见的问题。当人类长期1饮用全氟化合物含量超标的水分之后,将会对人类身体健康造成一定危害,轻者引发皮炎、湿疹、气管炎、鼻炎等皮肤或呼吸系统问题,严重情况下,甚至会引发多器官毒性,容易导致人类死亡m。所以,为了保证人类用水的安全性,相关部门应采取科学、合理的方式对水中全氟化合物进行检测,并以此为基础制定出相应的全氟化合物治理方案。目前,环保领域通常采用固相萃取法检测水中全氟化合物,虽然可以得到较为精确的结果,但操作较为繁琐,所需时间较长,且易造成交叉污染问题,不利于水中全氟化合物测定与防治工作的开展。基于此,提出一种基于液相色谱-串联质谱法的测定方法,以期对进一步提升水中全氟化合物测定效果提供帮助。
1实验设计
1.1实验设备
实验设备:高效液相色谱串联质谱仪,型号为TSQAltisPlus;色谱柱,型号为Acclaim120-C18(4.6mmX100mum:5wm):二元泵延迟柱,型号为Acclaiim120-C18(4.6mmX50mm,2.7比):四元泵延迟柱,型号为Acclaim120-S(2.1mmX12.5mm):CNWSPE小柱,型号为WAX(NP3,4mmnX10mm);在线过滤器,滤网尺寸为0.3um,内径为2.0mm。以上主要设备来源于赛默飞世尔科技有限公司。超纯水仪,型号为Mili-Q,德国默克集团。
1.2实验材料
实验材料:甲醇,质谱纯,默克化工有限公司;乙睛,色谱级,默克化工有限公司;乙酸铵,质谱纯,CNW有限公司;多孔滤膜,孔径均为0.22Hm,安谱云实验用品有限公司;乙酸,质谱纯,迪马科技股份有限公司;氨水,体积分数为28%,CMW有限公司;15种全氟化合物,分别为:全氟丁酸(PFBA)、全氟己酸(PFxA)全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟庚酸(PEpA)、全氟戊酸(PEeA)、全氟十一酸(PFUrDA)、全氟十二酸(PFDoDA)、全氟十三酸(PFIrDA)、全氟十四酸(PFTDA)、全氟辛烷酸PFOS)、全氟丁烷酸(PFBS)、全氟癸烷酸(PFDS)、全氟己烷酸(PF取S),安谱云实验用品有限公司。
1.3样品溶液制备
1)标准中间溶液。取出10全氟化合物标准液,滴加适量95%乙腈后,稀释得到质量浓度为50.0、5.0、0.5wg//的中间溶液,将其放置到-18C条件下存放备用。使用之前,通过超声处理5min。
2)内标溶液。取出10全氟内标储备液,滴加适量的95%乙腈,稀释得到质量浓度为20.0Hg/L的内标溶液,现用现配,不可长期存储
3)乙酸-乙酸铵缓冲液。在洁净的试管内加入10m超纯水,同时精确称量3.85g乙酸铵,将乙酸铵添加到试管中后,利用超声促进乙酸铵溶解,并将其放置到4C环境内储存。取出0.5乙酸铵溶液,并滴入至试管内,同时滴加0.5乙酸溶液,摇匀后使用,现用现配,不可长时间保存。
4)绘制标准工作曲线。将5M纯水滴加15离心管内,并分别滴加20HL乙酸-乙酸铵缓冲液、50 HL内标溶液以及相应浓度点时的标准中间溶液。滴加适里甲醇溶液,使溶液体积达到10。均匀混合后,取出1.5进行测定。
1.4样品采集及预处理
采样时,先通过超纯水对聚丙烯瓶进行冲洗,共冲洗3次,然后利用甲醇清洗1次,用于去除瓶内附着的杂质。自然晾干后,利用聚丙烯瓶采集水样,为了保证后续测定结果的准确性,瓶内不可出现气泡,且采样后立即对瓶子密封,然后将其放置到4℃条件下存放[4]。水样测定前,利用注射振动抽取适量水样,通过滤膜过滤后,将水样滴加到离心管内,然后按照1.3所述的方法制备样品。
1.5实验条件
色谱法测定时,采用的是Acclaim120-C18色谱柱,柱温设置成40℃,流动相A采用的是乙酸铵溶液,物质的量浓度为5 mol/L,流动相B采用的是氨水-甲醇(MeOH-NH3)溶液。质谱测定时,选择的是负离子模式,毛细管电压设置成2 500 V,雾化流速设置成2 L/min;鞘气流速设置成20 L/min,温度设置成375℃;吹扫气流速设置成1 L/min,温度设置成350℃[5]。
2结果分析
2.1色谱条件优化
实验中流动相采用的是MeOH-NH3,为了提升各组分的洗脱效果,配制了3种氨水体积分数不同的MeOH-NH3溶液,分别为0.2%、0.4%与0.6%,在其他条件不变的情况下,对样品溶液进行检测,由此得到不同体积分数氨水条件下各种组分的出峰面积,如图1所示。由图1可知,氨水质量分数的不同,各组分出峰面积并不相同,PFBA、PFPeA、PFBS、PFHpA、PFOA、PFNA、PFDA7种组分当中,随着氨水质量分数的增加,各组分出峰面积呈逐渐提高的趋势;在PFHxA、PFOS、PFDS、PFUnDA、PFDoDA、PFTrDA、PFT-DA7种组分当中,随着氨水质量分数的增加,各组分出峰面呈先提高再下降的趋势;随着氨水质量分数的增加,PFHxS呈逐渐下降的趋势。另外,若氨水体积分数处于低水平状态,PFBA与PFPeA出现了明显的拖尾问题。综合表明,当氨水体积分数为0.4%时,样品溶液综合洗脱效果最好。

2.2过滤器滤膜材质优化
水样过滤是全氟化合物测定过程中的重要环节,这一环节进行的好坏,直接关系到最终测定结果的准确性。为了提升测定结果准确性,分别选择6种常见滤膜作为实验对象,分别为再生纤维素(RC)膜、尼龙(Nylon)膜、玻璃纤维(GF)膜、混合纤维素(MCE)膜、聚醚砜(PES)膜、醋酸纤维(CA)膜。通过对6种滤膜的实验分析,可以得到如图2所示结果。由图2可知,对于大部分组分来说,采用GF膜时的回收率最大,且其他组分通过GF膜过滤后的回收率也处于较高的水平,仅略低于PES膜,而Nylon膜与MCE膜过滤后各组分回收率均处于较低水平。综合表明,选择GF膜为最佳。

2.3检出限与定量限分析
通过对水样的检测后,绘制出各组分的拟合曲线,计算相应的线性方程与相关系数R,并以此为基础,分别推导出检出限与定量限。由分析结果可知,在所测定的15种组分当中,质量浓度处于4~400 ng/L范围内,且存在良好的线性关系,r值均超过0.999;各组分最低检出限为0.6 ng/L,最高检出限为2.4 ng/L;定量限最低为2.4 ng/L,最高为9.6 ng/L。
2.4样品测定结果
按照上述方法对某地区水样进行测定后,可以得到如表1所示结果。以后表1可知,在所检测的水样当中,15种氟化物组分均被检测,回收率在79.6%~120.3%范围内,其中,PFOA的检出率最低,而PFUn-DA的检出率最高。

3结论
本文介绍一种基于液相色谱-串联质谱法的水中全氟化合物测定方法,该方法通过GF滤膜对水样预处理后,在氨水体积分数为0.4%的条件下,利用高效液相色谱串联质谱仪对水样进行检测,从而得到精确测定结果,有利于相关部门准确了解水中全氟化合物含量水平,对氟化物质量方案的制定具有重要意义。
参考文献
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