一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法与流程

本发明涉及土壤污染物含量测试领域，特别涉及一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法。
背景技术：
：多溴联苯醚类化合物(pbdes)作为典型的溴代阻燃剂，主要有三种工业产品，五溴联苯醚、八溴联苯醚和十溴联苯醚，由于生产工艺成熟、成本优势突出、阻燃效果好等优点，曾被大量广泛地应用于电子电器、纺织、交通等行业中。但pbdes同时存在难降解性、脂溶性和生物累积性，近年来逐渐被立法控制，六溴联苯醚和七溴联苯醚、四溴联苯醚和五溴联苯醚已于2009年被列入《斯德哥尔摩公约》受控的增补持久性有机污染物名单，十溴联苯醚于2017年被世界卫生组织国际癌症研究机构列入三类致癌物清单。pbdes易从产品中脱落而存在于环境中，由于水溶性低，更易富集于土壤和沉积物等环境介质中。目前土壤中pbdes最常见的定量检测方法为气相色谱质谱法(gc-ms)，美国国家环保署推荐用高分辨气相色谱质谱法进行检测。但是高溴代pbdes的分析对于气相色谱进样口类型、进样口温度、离子源温度和气相色谱柱等条件，都有较为严格的要求，特别是十溴联苯醚，分子量大不易气化，在气相色谱的进样口容易分解，必须配备专用的高温柱，才能得到较为满意的分析结果。另外，由于土壤的成份比较的复杂，单用lc来进行检测，其回收率仅为65～93％，且标准偏差达到了7～23％，因而，有必要设计出一种新的测试方法来提高准确性。技术实现要素：本发明的目的是提供一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法，其测试精准度高，且具有较宽的检出限范围。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法，其特征在于：包括以下步骤，(a)绘制标准曲线：将标准溶液用初始流动相分别稀释200倍、100倍、50倍、25倍、12.5倍和6.25倍，量取1.0ml，加入16μl浓度分别为5.15mg/l和4.88mg/l的13c12-bde-139和13c12-bde-209两个内标物，在一定液相色谱和质谱条件下测试，绘制出8种目标化合物的标准曲线，bde-28：y1＝0.0147x1+0.0002，r1＝0.9988；bde-47：y2＝0.0123x2+0.000003，r2＝0.9990；bde-100：y3＝0.9097x3+0.0068，r3＝0.9992；bde-99：y4＝0.2371x4+0.0015，r4＝0.9994；bde-154：y5＝1.0784x5+0.0061，r5＝0.9992；bde-153：y6＝0.4178x6+0.00091，r6＝0.9995；bde-183：y7＝0.8641x7+0.0059，r7＝0.9995；bde-209：y8＝0.8223x8+0.0388，r8＝0.9994，其中y1，y2，y3，y4，y5，y6，y7为目标物定量离子的峰面积与内标物13c12-bde-139定量离子峰面积的比值，y8为bde-209定量离子峰面积与内标物13c12-pbde-209峰面积的比值，x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7为目标物浓度与内标物13c12-bde-139浓度的比值，x8为bde-209浓度与内标物13c12-pbde-209浓度的比值，分析过程中13c12-pbde-139浓度和13c12-pbde-209浓度是固定值；(b)样品预处理：将土壤冷冻干燥，研磨均匀，过60目孔径筛，得到土壤样品，称取16g左右土壤样品，置于ase萃取池中，加入16μl浓度分别为5.15mg/l和4.88mg/l的13c12-bde-139和13c12-bde-209两个内标物，二氯甲烷萃取，萃取压力为1500psi，萃取温度为100℃，萃取时间5min，重复萃取两次，收集萃取液，氮吹浓缩定容至8.0ml，取5.0ml浓缩液进行gpc净化，二氯甲烷作流动相，流速5.0ml/min，预淋洗时间1100s，收集时间920s，后冲洗时间为300s，最后收集净化液，浓缩并转换为甲醇溶剂至1.0ml；(c)将预处理样品上机进行测试，之后将测得的各目标化合物峰面积值带入到相对应的标准曲线中，计算得到各目标化合物的相应浓度xi，再根据w＝xiv3v1/v2m，计算出土壤中各目标化合物的质量分数。其中w的单位为μg/kg，v1是首次氮吹浓缩定容的体积，单位ml，v2量取浓缩液的体积，单位ml，v3再次浓缩测试的体积，单位ml，m为土壤样品的总质量，单位g，xi为x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7或x8，根据x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7或x8与内标物的浓度相乘所得。优选为，色谱条件：柱温35℃；流速0.4ml/min；进样量10μl，分离时间13min；流动相a为水，b为甲醇。梯度淋洗：0～2min，85％b，2～7min，85％～100％b，7～9.8min，100％b，9.8～10.0min，85％b，10.0～13.0min，85％b。优选为，a为水加0.1％的氨水，b为甲醇加0.1％的氨水。优选为，(b)中将称取后的土壤样品与吸附剂进行混合。优选为，所述吸附剂和土壤样品的质量比为(3～4)∶8优选为，所述吸附剂为硅藻土、活性炭和弗罗里硅土的一种或几种的混合物。优选为，质谱条件：三重四极杆串联质谱多反应监测；apci负离子电离模式；气帘气压力40psi，喷雾针电压-4500v，离子源温度300℃，喷雾气压力55psi；碰撞气压力medium；目标扫描时间0.5s，入口电压10v，出口电压13v。优选为，(b)中向收集好的净化液吹氮气，当溶液的量减少到总体为0.1～0.2ml时，加入0.5ml甲醇，继续氮气吹扫，重复刚才步骤三次，最后用甲醇定容到总体积为1.0ml。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、首先，利用液相色谱和质谱串联来测试多溴联苯醚类化合物，可使五溴代以上的pbdes获得更高的响应值和更快的分析速度；2、针对目标化合物，使用甲醇作流动相的分离效果要优于乙腈做流动相；3、在流动相中添加氨水，可使目标物的峰型更尖锐，并促进目标物的离子化效率，从而增强各目标物的响应信号，提高pbdes的检测灵敏度；4、将土壤样品和吸附剂进行混合，这样能够通过吸附剂增大提取面积，同时可除去部分杂质，从而减少杂质对测试的干扰。附图说明图1为标准溶液测试的谱图；图2为未添加氨水所得到的标准溶液测试的谱图；图3为样品4-a组的测试谱图；图4为样品加标样的测试谱图。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。一种液相色谱串联质谱分析土壤中多溴联苯醚类化合物的方法，包括以下步骤，(a)绘制标准曲线：将标准溶液用初始流动相分别稀释200倍、100倍、50倍、25倍、12.5倍和6.25倍，量取1.0ml，加入16μl浓度分别为5.15mg/l和4.88mg/l的13c12-bde-139和13c12-bde-209两个内标物，在一定液相色谱和质谱条件下测试，得到如附图1所示的谱图，绘制出8种目标化合物的标准曲线，如下表一所示：表一、8种pbdes的标准曲线目标物线性方程相关系数mdl(μg/kg)bde-28y1＝0.0147x1+0.0002r1＝0.99880.44bde-47y2＝0.0123x2+0.000003r2＝0.99900.59bde-100y3＝0.9097x3+0.0068r3＝0.99920.33bde-99y4＝0.2371x4+0.0015r4＝0.99940.46bde-154y5＝1.0784x5+0.0061r5＝0.99920.48bde-153y6＝0.4178x6+0.00091r6＝0.99950.45bde-183y7＝0.8641x7+0.0059r7＝0.99950.42bde-209y8＝0.8223x8+0.0388r8＝0.99940.22其中，y1，y2，y3，y4，y5，y6和y7为目标物定量离子的峰面积与内标物13c12-bde-139定量离子峰面积的比值，y8为bde-209定量离子峰面积与内标物13c12-pbde-209峰面积的比值，x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7为目标物浓度与内标物13c12-bde-139浓度的比值，x8为bde-209浓度与内标物13c12-pbde-209浓度的比值，其中13c12-pbde-139浓度和13c12-pbde-209浓度是固定值。同时，8种多溴联苯醚类化合物的标准溶液从美国accustandard公司购买，且bde-28，bde-47，bde-100，bde-99，bde-154，bde-153，bde-183的浓度均为20mg/l，bde-209浓度为200mg/l。此处，8种pbdes在一定范围内呈现良好的线性关系，相关系数范围为0.9988～0.9995，满足定量分析的需求；按照epasw-846方法计算方法检出限，按照样品前处理进行7次方法空白加标测试，以检出限3～5倍的空白加标液的测定的标准偏差(sd，n＝7)计算方法检出限，所得检出限在0.22～0.59μg/kg。上述除十溴联苯醚外的其它七种多溴联苯醚的线性范围为4-200μg/l，此处选用13c12-pbde-139作定量内标，而十溴联苯醚的线性范围为10-1000μg/l，此处选用13c12-pbde-209作定量内标。并且，此处色谱条件：柱温35℃；流速0.4ml/min；进样量10μl，分离时间13min；流动相a为水加0.1％的氨水，b为甲醇加0.1％的氨水。梯度淋洗：0～2min，85％b，2～7min，85％～100％b，7～9.8min，100％b，9.8～10.0min，85％b，10.0～13.0min，85％b。此处需要指出的是，通过附图2和附图1的对比可以看出，流动相a和b中添加氨水，可使目标物的峰型更尖锐，并促进目标物的离子化效率，从而增强各目标物的响应信号，提高pbdes的检测灵敏度。质谱条件：三重四极杆串联质谱多反应监测；apci负离子电离模式；气帘气压力40psi，喷雾针电压-4500v，离子源温度300℃，喷雾气压力55psi；碰撞气压力medium；目标扫描时间0.5s，入口电压10v，出口电压13v。(b)样品预处理：采集台州市路桥峰江老拆解园区附近采集的8个土壤样品，将土壤冷冻干燥，研磨均匀，过60目孔径筛，得到土壤样品，与吸附剂进行混合，称取16g左右土壤样品，置于ase萃取池中，加入16μl浓度分别为5.15mg/l和4.88mg/l的13c12-bde-139和13c12-bde-209两个内标物，二氯甲烷萃取，萃取压力为1500psi，萃取温度为100℃，萃取时间5min，重复萃取两次，收集萃取液，氮吹浓缩定容至8.0ml，取5.0ml浓缩液进行gpc净化，二氯甲烷作流动相，流速5.0ml/min，预淋洗时间1100s，收集时间920s，后冲洗时间为300s，最后收集净化液，浓缩并转换为甲醇溶剂至1.0ml，此处，吸附剂可以为硅藻土、活性炭和弗罗里硅土的一种或几种的混合物，此处优选为硅藻土，其与土壤样品的质量比为(3～4)∶8；(c)将预处理后样品上机进行测试，得到附图2，其他测试谱图与附图2相似，仅在出峰数和出峰面积上有区别而已，在此结合标准谱图找出个目标化合物的出峰位置，之后将测得的各目标化合物峰面积值带入到相对应的标准曲线中，计算得到各目标化合物的相应浓度xi，再根据w＝xiv3v1/v2m，计算出土壤中各目标化合物的质量分数。其中w的单位为μg/kg，v1是首次氮吹浓缩定容的体积，单位ml，v2量取浓缩液的体积，单位ml，v3再次浓缩测试的体积，单位ml，m为土壤样品的总质量，单位g，xi为x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7或x8，单位为μg/l，根据x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7或x8与内标物的浓度相乘所得。。具体样品测试的结果如表二所示，表二、土壤样品的多溴联苯醚含量其中，n.d表示未检出(notdetected)，样品a表示为表层土壤，即深度为0-20cm的土壤，b表示为下层土壤，即深度为20-60cm的土壤。另外，分别在在同一拆解园区取表层和下层的土壤样品，加入各自标准曲线中高低两个浓度水平的混标准品溶液，按照样品前处理方法，计算各目标化合物的加标回收率。配置中间点浓度的标准溶液，三溴到九溴bde浓度为100μg/l，bde-209浓度为400μg/l，在样品分析过程中加入，一般每分析10个土壤样品加入中间浓度点标准液，计算中间浓度点测定值的精密度。取sqc-072土壤多溴联苯醚质控样，按照样品前处理进行测定，得到附图4，同时，通过测试值与理论值比较，计算准确度。具体测定结果如表三所示，表三、各化合物加标回收率、精密度和准确度结果表明，方法加标回收率在71～126％之间，标准偏差为3～18％，中间点标准溶液测试精密度均小于10％，质控样测试结果均在允许范围内且具有较好的精密度。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12