海洋沉积物中多环芳烃及多氯联苯类物质的分析方法研究和多氯联苯标准物质制备

论文摘要

近年来,随着国家大力发展海洋产业,加快城市化发展进程,发展沿海工业化,导致海洋环境质量日趋恶化。沿海水域沉积物质量状况监测结果表明:海洋沉积物中主要的污染物是无机类的汞、铜、砷、镉、铅以及有机类的多环芳烃、多氯联苯等。近年来,关于海洋沉积物中有机污染物的分析研究已成为国内外研究热点,对环境监测与保护具有重要的意义。本论文以海洋沉积物为研究体系,分析了 31种多环芳烃（PAHs）和7种多氯联苯（PCBs）,建立了一种新型加速溶剂提取净化的前处理方法,达到一体式提取净化的目的,通过使用气相色谱三重四级杆质谱和气相色谱电子轰击电离源质谱实现了对PAHs和PCBs快速、可靠的检测。本论文使用一体式加速溶剂提取净化的方法对样品进行前处理,并对实验过程中PAHs干扰物的来源进行来源分析和质量控制。论文系统研究了影响提取净化效率的因素,包括PLE提取溶剂比、提取温度、提取次数和静态时间,还考察了 PLE吸附剂填料种类、添加量以及添加方式,同时对实验过程中的每一步操作进行干扰物的来源分析、定量及质量控制。结果表明以0.5 g硅胶作为净化填料,提取溶剂:正己烷:二氯甲烷（1:1,v/v）,提取温度:120℃,循环次数:4次,静态萃取:10 min可以达到满意的提取净化的效果。同时通过对前处理及检测过程中PAHs干扰物的质量控制来减少空气中PAHs对实验结果的影响。在上述条件下,31种PAHs在三个不同添加浓度水平（100、500和1000 ng· g-1）的回收率为83.41%-115.80%,RSD为0.02%-3.79%。7种PCBs在三个不同浓度水平（100、500和1000 ng·g-1）的加标回收率94.80%-110.00%,RSD为0.05%-2.48%。建立的方法线性关系良好,其中31种PAHs（线性范围:2-250 ng·g-1）和 7 种 PCBs（线性范围:2-250 ng·g-1）的 R2 分别为 0.9964-0.9998 和 0.9982-0.9998。仪器对 PAHs 和 PCBs 的检出限（LODs）分别是 0.21-15.23ng·g-1 和0.54-1.14 ng·g-1,定量限（LOQs）分别是 0.71-50.75 ng·g-1 和 1.80-3.79 ng·g-1。将所建立的方法应用于从不同地区采集的海洋沉积物样品的检测分析。结果表明,所建立的方法具有高效、简便、灵敏度高的优点,可以应用于海洋沉积物样品中的PAHs和PCBs的检测。此外,本论文以7种PCBs单标溶液和混合标准溶液制备与定值为目的,研究了纯品纯度测定,标准溶液的定值方法、均匀性、稳定性和不确定度。这些都对制备标准物质有着重要意义。分别采用气相色谱三重四级杆质谱和气相色谱电子轰击电离源质谱法对标准溶液进行定值。在考察标准溶液均匀性时,使用F检验,即均匀性测量到的F值都小于相匹配的F临界值,证明7种PCBs单标溶液和混合标准溶液中PCBs含量分布均匀。使用T检验对所制备的标准溶液的稳定性进行考察,计算得到的T值均小于对应的T临界值,说明制备的7种PCBs单标溶液和混合标准溶液在15个月内量值稳定。最终将制备好的7种PCBs单标溶液和混合标准溶液进行不确定度评定,得出标准溶液的定值结果和不确定度。

论文目录

摘要

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第一章绪论

1.1 海洋沉积物中持久性有机污染物POPs

1.2 海洋沉积物中多环芳烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）概述

1.2.1 多环芳烃（PAHs）概述

1.2.2 多氯联苯（PCBs）概述

1.3 PAHs和PCBs的前处理方法

1.3.1 索氏提取法（Soxhlet extraction,SE）

1.3.2 超声辅助提取（Ultrasound-assisted extraction,UE）

1.3.3 加速溶剂萃取（Accelerated solvent extraction,ASE）

1.3.4 凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography,GPC）

1.3.5 固相萃取（Solid-phase extraction,SPE）

1.3.6 固相微萃取（Solid-phase microextraction,SPME）

1.4 PAHs和PCBs的检测技术

1.4.1 PAHs的检测技术

1.4.2 PCBs的检测技术

1.5 实验过程中的质量控制

1.6 展望

1.7 本论文研究的内容、目的和意义

1.7.1 研究的目的和意义

1.7.2 本论文的研究内容

第二章海洋沉积物中多环芳烃及多氯联苯类物质的分析方法研究

2.1 实验操作部分

2.1.1 实验仪器和试剂

2.1.2 标准溶液及内标溶液的配制

2.1.2.1 标准溶液的配制

2.1.2.2 内标溶液的配制

2.1.3 PLE前处理过程及测定过程中引入干扰物来源及控制

2.1.3.1 样品及内标的取用

2.1.3.2 提取方法

2.1.3.3 样品的浓缩

2.1.4 GC/MS条件

2.1.4.1 PAHs的检测

2.1.4.2 PCBs的检测

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 PLE条件优化

2.2.1.1 提取溶剂的优化

2.2.1.2 提取温度的优化

2.2.1.3 提取次数的优化

2.2.1.4 静态萃取时间的优化

2.2.2 PLE填料优化

2.2.2.1 优化PLE填料类型

2.2.2.2 PLE填料用量选择

2.2.2.3 PLE填料填充方式优化

2.2.3 GPC和SPE条件优化

2.2.3.1 GPC净化条件优化

2.2.3.2 SPE净化条件优化

2.2.4 干扰物的来源及控制

2.2.4.1 PLE萃取过程中填料中干扰物来源及控制

2.2.4.2 PLE萃取过程中的干扰物来源及控制

2.2.4.3 浓缩（旋蒸氮吹）过程中的干扰物来源及控制

2.2.4.4 GPC及SPE过程中干扰物来源及控制

2.2.4.5 上机检测及其他前处理过程中的干扰物来源及控制

2.2.5 PLE与传统前处理过程的比较

2.2.6 GC/MS检测条件的优化

2.2.6.1 色谱柱的选择

2.2.6.2 进样口温度的选择

2.2.6.3 连接口温度的优化

2.2.6.4 离子源温度的优化

2.2.6.5 程序升温的设定

2.2.6.6 提取离子的选择

2.2.6.7 PAHs子离子的优化

2.2.6.8 碰撞能量的优化

2.2.6.9 扫描宽度和扫描时间的选择

2.2.7 GC/MS检测方法的评估

2.2.8 测定仪器检出限及定量限

2.2.9 GC/MS精密度评估

2.2.10 方法回收率考察

2.2.11 实际样品检测

2.3 本章小结

第三章异辛烷中7种PCBs标准溶液制备

3.1 原料纯品的纯度测定

3.2 纯品称量

3.3 纯度测定

3.3.1 Agilent气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）测定纯度

3.3.2 Agilent气相色谱质谱联用（GC/MS）测定纯度

3.3.3 岛津高效液相色谱（HPLC）测定纯度

3.4 7种PCBs单标及混合溶液标准物质的制备

3.4.1 7种PCBs单标溶液的制备

3.4.2 7种PCBs混合标准溶液的制备

3.5 标准物质定值验证

3.5.1 Agilent 6890N-5975GC/MS对7种PCBs单标及混标定值

3.5.2 Thermo Trace GC Ultra-TSQ Quantum XLS对7种PCBs单标及混标定值

3.6 均匀性测定

3.7 稳定性测定

3.7.1 长期稳定性测定

3.7.2 短期稳定性测定

3.8 不确定度分析

3.8.1 定值过程的不确定度

3.8.2 标准溶液原料纯品的不确定度

3.8.3 天平秤量的不确定度

3.8.4 合成标准物质的不确定度

3.9 本章小结

第四章结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介

附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李婧

导师: 李蕾

关键词: 一体式加速溶剂提取,海洋沉积物,多环芳烃,多氯联苯,质量控制,标准物质制备,纯度测定

来源: 北京化工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,化学,环境科学与资源利用

单位: 北京化工大学

分类号: O657.63;X55

DOI: 10.26939/d.cnki.gbhgu.2019.001579

总页数: 139

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