水體中多環芳烴的螢光檢測方法
2023-11-01 23:30:07
專利名稱：水體中多環芳烴的螢光檢測方法
技術領域：
本發明涉及ー種多環芳烴的檢測方法，特別是涉及ー種對水體中多環芳烴的螢光檢測方法。
背景技術：
多環芳烴是ー類具有致癌、致畸和致基因突變的持久性有機汙染物，主要存在於大氣、水和土壌中。造成今天全球多環芳烴汙染是有機物和化石燃料不完全燃燒所產生的，如家庭及生活爐灶、エ業鍋爐等產生的煙塵或各種產生和使用焦油的エ業過程，煉焦、石油裂解、煤焦油提煉、柏油鋪路等或各種人為的露天燃燒機火災或各種機動車及內燃機排氣。雖然這類化合物在環境中含量非常低，但對人類的危害極大，如何從環境樣品中將它們分離和富集並作進一歩分析，是整個分析技術中最重要的一歩，因為它直接影響到最後分析 結果的準確性。目前，對多環芳烴的分析方法主要有柱層析及薄層色譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、質譜法等。用柱層析及薄層色譜法有一定分離效果，但無法進行準確的定性和定量分析;用氣相色譜法、高效液相色譜法或質譜法都能同時進行定性和定量分析，但對樣品要求很高，需要進行預處理，以去除大量的雜質。水體中多環芳烴的分析方法通常是液液萃取和固相萃取高效液相色譜法，由於該方法的繁瑣性和複雜性，許多質檢部門沒能真正地開展此項工作。因此尋求ー種快速、簡便、有效的水體中多環芳烴含量的篩查技術就顯得十分必要。上述的多環芳烴的分析方法一般包括樣品提取、富集浄化、分離、測定這四個エ藝步驟，如《分析測試學報[J]，2009，28 (9) :1022-1026》肖榮輝，馬繼平，鹿文慧等人公開的「氣相色譜-質譜聯用技術」和《F. Busetti,A. Heitz,M. Cuomo, Journal of ChromatographyA，2006，1102 104-115》公開的「高效液相色譜分離與螢光檢測技術聯用」等，都有較強的分離分析的能力，但均存在如下不足ー是均需進行繁瑣的前處理操作，而且儀器設備昂貴，難以進行快速篩查；ニ是由於經過色譜分離，増加了實驗步驟，而且需用洗脫劑衝稀，檢測靈敏度會受到影響。我國國家標準《水質多環芳烴的測定HJ478-2009》對水質中多環芳烴的測定方法一是把樣品先用有機溶劑液液萃取，再將萃取液經矽膠或弗羅裡矽土柱浄化，用ニ氯甲烷和正己烷的混合溶劑洗脫，洗脫液濃縮後，用具有螢光/紫外檢測器的高效液相色譜儀分離檢測；ニ是或採用固相萃取技術富集水中多環芳烴，用ニ氯甲烷洗脫，洗脫液濃縮後，用具有螢光/紫外檢測器的高效液相色譜儀分離檢測。這種檢測方法雖然是國家認可的定量方法，但實驗過程也極為複雜，給定量工作帶來很多不便。先前披露的恆波長同步螢光法是同步螢光分析法的ー個分支，主要用於藥物分析和蛋白質、胺基酸測定。它是在激發和發射波長的同時掃描過程中，保持兩者之間的ー個恆定的波長差關係Λ λ = Xem-Xex=常數。通過恆波長同步螢光法選擇合適的恆波長差Δ λ可達到簡化光譜、窄化譜帶、減少光譜重疊、減少散射光影響，從而提高螢光法測定的選擇性。
在先報導的固相萃取使用的商品C18固相萃取柱，價格較高，操作繁瑣；樣品的分析檢測方法通常是高效液相色譜與螢光光譜聯用和氣相色譜與火焰離子化或質譜聯用，因此要求樣品進行分析前，需經純化步驟，這就相應增加了樣品總的分析時間，並且多環芳烴在水體中以痕量級存在，在經過純化步驟後會造成較大的損失，影響檢測結果的準確性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可明顯減少對水體樣品的前處理過程，操作簡便快捷，費用低廉的水體中多環芳烴的螢光檢測方法。本發明包括以下步驟水體中多環芳烴的螢光檢測方法，其特徵在於包括以下順序エ藝步驟與條件(I)水樣處理 竹炭固相萃取柱的製作時先將聚丙烯固相萃取柱管和篩板用正己烷浸泡、晾乾，再將市售竹炭用研缽磨碎，篩子篩出，烘乾至恆重後裝入聚丙烯固相萃取柱管中，形成竹炭固相萃取柱，竹炭固相萃取柱兩端用篩板封住；檢測水樣通過竹炭固相萃取柱，最後用正己烷洗脫後氮吹至2mL，得到處理後的測試樣品溶液；⑵定性測量使用螢光分光光度計，對所述的測試樣品溶液進行恆波長同步螢光光譜測繪，測定各組分的同步螢光光譜，利用多環芳烴標準品的同步螢光特徵峰與測試樣品比對，用於多環芳烴的鑑別和粗略測定；(3)定量測量在步驟(2)所述恆波長同步螢光光譜的測繪條件下，測定各組分的螢光強度，利用外標法由各標準溶液的回歸方程，進行定量分析，計算出測試樣品溶液中各多環芳烴的含量。在步驟(I)中，所述的竹炭用篩子篩選出70-80目；80°C烘乾至恆重(2小時左右);竹炭的用量為lOOOmg，首次使用前用50mL正己烷淋洗去除雜質。在步驟⑴中，所述的竹炭固相萃取柱分別用IOmL正己燒，IOmL甲醇淋洗，IOmL二次去離子水活化，然後使500mL的水樣以5mL/min通過竹炭固相萃取柱後,抽乾30min以儘量去除水分，用15ml正己烷作為洗脫劑，洗脫速率lmL/min。在步驟(2)中，所述的恆波長同步螢光光譜的測繪條件為帶有恆波長同步掃描的螢光分光光度計的掃描速率為240nm/min，恆波長差Λ λ = 30nm 200nm ;帶有恆波長同步掃描的螢光分光光度計的起始激發波長為210nm，波長掃描範圍為190nm。本發明針對現有的水體中多環芳烴的檢測方法所存在的不足，對前處理過程的萃取效率和操作時間兩個因素進行了改進，汲取固相萃取效率高、節省時間等特點，與現有的技術相比，本發明具有以下顯著的特點(I)用價格低廉的竹炭為萃取劑，同步螢光法檢測，具有設備簡單、價格低、易操作、便於推廣和使用；(2)在樣品整個前處理過程中，操作簡單快捷，節省溶劑，定量方法結果準確可靠；(3)無需純化、分離過程，不僅減少了操作步驟，而且避免了多環芳烴的損失。
圖I為龍津河雁石橋處水樣的同步螢光光譜圖。在圖I中，橫坐標為激發波長(nm)，縱坐標為相對螢光強度(a. u.);波長差Λ λ = 60nm,在287nm處為2，3-苯並蒽的螢光峰。圖2為龍津河雁石橋處水樣的同步螢光光譜圖。在圖2中，橫坐標為激發波長(nm)，縱坐標為相對螢光強度(a.u.);恆波長差Λ λ = lOOnm，在247nm和260nm處分別為菲和苯並菲的螢光峰。圖3為龍津河雁石橋處水樣的同步螢光光譜圖。在圖3中，橫坐標為激發波長(nm),縱坐標為相對突光強度(a.u.);恆波長差Δ λ = 160nm,在247nm處為蒽的突光峰。圖4為龍津河雁石橋處水樣的同步螢光光譜圖。在圖4中，橫坐標為激發波長(nm),縱坐標為相對突光強度(a.u.);恆波長差Δ λ = 200nm,在287nm處為突蒽的突光峰。 圖5為龍津河頂坊處水樣的同步螢光光譜圖。在圖5中，橫坐標為激發波長(nm)，縱坐標為相對螢光強度(a.u.);，恆波長差Λ λ = lOOnm，在232nm、247nm、260nm和297nm處分別為1，2-苯並蒽、菲、苯並菲和1，2，5，6-ニ苯並蒽的螢光峰。圖6為龍津河頂坊處水樣的同步螢光光譜圖。在圖6中，橫坐標為激發波長(nm)，縱坐標為相對突光強度(a.u·),恆波長差Δ λ = 200nm,在287nm處為突蒽的突光峰。
具體實施例方式以下實施例將結合附圖對本發明進一步的說明。水體中多環芳烴的螢光檢測方法，包括以下順序エ藝步驟與條件(I)水樣處理竹炭固相萃取柱的製作時先將聚丙烯固相萃取柱管和篩板用正己烷浸泡、晾乾，再將市售竹炭用研缽磨碎，篩子篩出，烘乾至恆重後裝入聚丙烯固相萃取柱管中，形成竹炭固相萃取柱，竹炭固相萃取柱兩端用篩板封住；檢測水樣通過竹炭固相萃取柱，最後用正己烷洗脫後氮吹至2mL，得到處理後的測試樣品溶液；(2)定性測量使用螢光分光光度計，對所述的測試樣品溶液進行恆波長同步螢光光譜測繪，測定各組分的同步螢光光譜，利用多環芳烴標準品的同步螢光特徵峰與測試樣品比對，用於多環芳烴的鑑別和粗略測定；(3)定量測量在步驟(2)所述恆波長同步螢光光譜的測繪條件下，測定各組分的螢光強度，利用外標法由各標準溶液的回歸方程，進行定量分析，計算出測試樣品溶液中各多環芳烴的含量。所述的步驟(I)中所述的竹炭用篩子篩選出70 80目，80°C烘乾約2小時至恆重；竹炭的用量為600 lOOOmg，首次使用前用50 60mL正己烷淋洗去除雜質。所述的步驟⑴中所述的竹炭小柱分別先用IOmL正己烷、IOmL甲醇淋洗，再用IOmL 二次去離子水活化,然後使500mL的水樣以5mL/min通過竹炭小柱後,抽乾30min去除水分，最後用15ml正己燒作為洗脫劑,洗脫速率為lmL/min。所述的步驟(2)中所述的恆波長同步螢光光譜的測繪條件為帶有恆波長同步掃描的螢光分光光度計的掃描速率為240nm/min，恆波長Λ λ = 30 200nm，起始激發波長為210nm,波長範圍為190nm。所述的聚丙烯固相萃取柱管規格為500mg/6mL。實施例I :龍津河雁石橋處水樣取500mL的水樣以5mL/min通過竹炭固相萃取柱後，抽乾30min以儘量去除水分，用15mL正己烷作為洗脫劑，洗脫後，氮氣吹脫至近幹，用正己烷定容至5mL。移取2mL溶液至螢光光度計的常規石英螢光樣品池，進行恆波長同步螢光光譜的測繪。儀器參數設置如下恆波長差Λ λ = 30nm 200nm ;掃描起始激發波長為210nm，波長掃描範圍為190nm。得到如圖1_4所示的恆波長同步螢光光譜，圖I恆波長差Λ λ = 60nm，在287nm處為2，3-苯並蒽的螢光峰；圖2恆波長差Λ λ = lOOnm，在247nm和260nm處分別為菲和苯並菲的螢光峰；圖3恆波長差Λ λ = 160nm，在247nm處為蒽的螢光峰；圖4恆波長差Λ λ = 200nm，在287nm處為熒蒽的螢光峰，由圖1-4所示的多環芳烴光譜峰可用於多環芳烴的鑑別和粗略測定。各多環芳烴的恆波長差選擇及特徵峰如表I所示，多環芳烴的檢測限和響應參數如表2所示。進ー步測定各組分的螢光強度，利用外標法由各標準溶液的回歸方程，進行定量分析，計算出樣品中各多環芳烴的含量，如表3所示。實施例2 :龍津河頂坊處水樣取500mL的水樣以5mL/min通過竹炭固相萃取小柱後，抽乾30min以儘量去除水分，用15mL正己烷作為洗脫劑，洗脫後，氮氣吹脫至近幹，用正己烷定容至5mL。移取2mL溶液至螢光光度計的常規石英螢光樣品池，進行恆波長同步螢光光譜的測繪。儀器參數設置如下恆波長差Λ λ = 30nm 200nm;掃描起始激發波長為210nm,波長掃描範圍為190nm。得到如圖5_6所不的恆波長同步突光光譜，圖5恆波長Δ λ=lOOnm，在 232nm、247nm、260nm 和 297nm 處分別為 I，2-苯並蒽、菲、苯並菲和 1，2，5，6_ ニ苯並蒽的突光峰；圖6恆波長差Δ λ = 200nm,在287nm處為突蒽的突光峰；由圖5-6所示的多環芳烴光譜峰可用於多環芳烴的鑑別和粗略測定。各多環芳烴的恆波長差選擇及特徵峰如表I所示，多環芳烴的檢測限和響應參數如表2所示。進ー步測定各組分的螢光強度，利用外標法由各標準溶液的回歸方程，進行定量分析，計算出樣品中各多環芳烴的含量，如表3所示。表I多環芳烴的恆波長差選擇及特徵峰
權利要求
1.水體中多環芳烴的螢光檢測方法，其特徵在於包括以下順序工藝步驟與條件 (1)水樣處理 竹炭固相萃取柱的製作時先將聚丙烯固相萃取柱管和篩板用正己烷浸泡、晾乾，再將市售竹炭用研缽磨碎，篩子篩出，烘乾至恆重後裝入聚丙烯固相萃取柱管中，形成竹炭固相萃取柱，竹炭固相萃取柱兩端用篩板封住；檢測水樣通過竹炭固相萃取柱，最後用正己烷洗脫後氮吹至2mL，得到處理後的測試樣品溶液； (2)定性測量 使用螢光分光光度計，對所述的測試樣品溶液進行恆波長同步螢光光譜測繪，測定各組分的同步螢光光譜，利用多環芳烴標準品的同步螢光特徵峰與測試樣品比對，用於多環芳烴的鑑別和粗略測定； (3)定量測量 在步驟(2)所述恆波長同步螢光光譜的測繪條件下，測定各組分的螢光強度，利用外標法由各標準溶液的回歸方程，進行定量分析，計算出測試樣品溶液中各多環芳烴的含量。
2.根據權利要求I所述的水體中多環芳烴的螢光檢測方法，其特徵是步驟(I)中所述的竹炭用篩子篩選出70 80目，80°C烘乾約2小時至恆重；竹炭的用量為600 lOOOmg，首次使用前用50 60mL正己烷淋洗去除雜質。
3.根據權利要求I所述水體中多環芳烴的螢光檢測方法，其特徵是步驟(I)中所述的竹炭固相萃取柱分別先用IOmL正己烷、IOmL甲醇淋洗，再用IOmL 二次去離子水活化，然後使500mL的水樣以5mL/min通過竹炭固相萃取柱後,抽乾30min去除水分,最後用15ml正己烷作為洗脫劑，洗脫速率為lmL/min。
4.根據權利要求I所述水體中多環芳烴的螢光檢測方法，其特徵是步驟(2)中所述的恆波長同步螢光光譜的測繪條件為帶有恆波長同步掃描的螢光分光光度計的掃描速率為240nm/min,恆波長AX = 30 200nm,起始激發波長為210nm,波長範圍為190nm。
5.根據權利要求I所述水體中多環芳烴的螢光檢測方法，其特徵是所述的聚丙烯固相萃取柱管規格為500mg/6mL。
全文摘要
本發明涉及水體中多環芳烴的螢光檢測方法，包括水樣處理，先將固相萃取柱管和篩板用正己烷浸泡晾乾,再將竹炭磨碎、篩出，烘乾至恆重後裝入固相萃取柱管中，形成竹炭固相萃取柱；檢測水樣通過竹炭固相萃取柱，最後用正己烷洗脫氮吹後得測試樣品溶液；定性測量，對測試樣品溶液進行恆波長同步螢光光譜測繪，測定各組分的同步螢光光譜，利用多環芳烴標準品的同步螢光特徵峰與測試樣品比對，用於多環芳烴的鑑別和粗略測定；定量測量，在步驟恆波長同步螢光光譜的測繪條件下，測定各組分的螢光強度，利用外標法由各標準溶液的回歸方程，進行定量分析，計算出測試樣品溶液中各多環芳烴的含量，它具有設備簡單、操作快捷、節省溶劑、定量準確等特點。
文檔編號G01N1/40GK102818791SQ20121002833
公開日2012年12月12日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者何立芳, 章汝平, 陳克華, 胡志彪, 張夏紅, 塗逢樟 申請人:龍巖學院