一種檢測船舶防汙漆中滴滴涕組分的分析方法
2023-06-01 06:30:46
專利名稱：一種檢測船舶防汙漆中滴滴涕組分的分析方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測船舶防汙漆中滴滴涕組分的分析方法，屬於環境監測 商品中有機氯農藥含量的檢驗測定領域。
背景技術：
《關於持久性有機汙染物(POPs)的斯德哥爾摩公約》(簡稱公約)於2004 年ll月11日對中國正式生效。滴滴涕(DDT)被公約列為首批12種受控物質 之一，公約對含DDT防汙漆的生產和使用沒有予以豁免，要求有關締約方必須 立即採取措施淘汰DDT防汙漆的生產和使用，以減少或消除DDT從船舶防汙 漆中釋放至海洋、河流或湖泊，從而避免其在環境介質遷移的過程中，通過食 物鏈對人體健康和生態環境構成威脅。
截至2002年，我國累計用於防汙漆的滴滴涕總量已達到1萬噸左右；近年 來滴滴涕用於防汙漆的用途大大減少，但每年仍約有250噸滴滴涕被用於5000 噸防汙漆的生產。塗覆有含滴滴涕防汙漆的漁船在海上作業過程中，滴滴涕會 緩慢地釋放到海水中。作為持久性有機汙染物，海水中的滴滴涕會富集在海洋 生物中，並沿食物鏈發生生物放大，研究表明，從海水經浮遊生物、小魚、大 魚到鳥類體內，滴滴涕類的濃度增大了約800萬倍。人處於食物鏈的頂端，滴 滴涕造成的海洋汙染無疑將嚴重影響人類健康。
我國目前已經頒布多種商品或環境介質中滴滴涕的檢測方法 1)水質六六六、滴滴涕的測定氣相色譜法(GB/T 7492-1987);2) 土壤質量六六六和滴滴涕的測定氣相色譜法(GB/T14550-2003);
3) 動、植物中六六六和滴滴涕測定的氣相色譜法(GB/T 14551-2003);
4) 飼料中六六六、滴滴涕的測定(GB/T 13090-2006);
5) 滴滴涕原藥(HG2859-1997);
6) 食品中六六六、滴滴涕的測定方法(GB/T 5009.19-2003);
7) 植物性食品中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥多種殘留的測定(GB/T 5009.146-2003);
8) 出口凍兔肉六六六-滴滴涕殘留量檢驗方法(GB/T2795-1981);
9) 肉與肉製品六六六、滴滴涕殘留量測定(GB/T9695.10-1988);
10) 出口肉及肉製品中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0126-92);
11) 出口乳及乳製品中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0127-92);
12) 出口蛋及蛋製品中六六六、滴滴涕的殘留量檢驗方法(SN0128-92);
13) 出口水產品中六六六、滴滴涕殘留量的檢驗方法(SN 0129-92);
14) 出口蜂產品中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN0130-92);
15) 出口糧谷中六六六、滴滴涕、七氯、艾氏劑殘留量檢驗方法(SN 0135-92);
16) 出口糧谷中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0140-92);
17) 出口植物油中六六六、滴滴涕殘留量的檢驗方法(SN 0141-92);
18) 出口油籽中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0142-92);19) 出口飼料中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0143-92);
20) 出口蔬菜及蔬菜製品中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0145-92);
21) 出口菸葉及菸葉製品中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN0146-92);
22) 出口茶葉中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0147-92);
23) 出口水果中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0164-92);
24) 出口乾果中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0165-92);
25) 出口酒中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0166-92);
26) 出口啤酒花中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0167-92);
27) 出口藥材中六六六、滴滴涕殘留量檢驗方法(SN 0181-92)。 而對於檢測船舶防汙漆中的滴滴涕，國內外目前尚無標準方法。
發明內容
本發明的目的是為檢驗測定船舶防汙漆中滴滴涕類組分提供一種可靠有效 的分析方法。該檢測方法可以準確定量檢測出防汙漆中四種滴滴涕類組分，在 中國履行斯德哥爾摩公約下防汙漆中滴滴涕檢測的相關工作中具有很好的應用 前景。
該方法以四種滴滴涕類組分o，p，-DDT (式1)， p,p，-DDT (式2)， p,; ，-DDE (式3)， ap'-DDD (式4)為目標分析物質，整個檢測流程由溶劑萃取、提取 液淨化和GC/ECD分析三個步驟組成。formula see original document page 7為實現上述目的，本發明採用的具體技術方案為
利用壓力溶劑萃取系統對防汙漆樣品中滴滴涕類組分進行快速萃取，選擇 層析柱對萃取液進行分離淨化，收集的淋洗液濃縮後由氣相色譜/電子捕獲檢測 器對目標物質進行分析檢測。
所述方法的具體步驟包括
1) 將防汙漆樣品攪拌均勻，用慢速定性濾紙稱取樣品，然後將濾紙摺疊置 於壓力溶劑萃取的不鏽鋼樣品管的中部，將內標物滴加在濾紙上；
2) 在壓力溶劑萃取的樣品管兩頭填上專用石英砂後，安裝在壓力溶劑萃取 系統中進行壓力溶劑萃取，相同程序重複2次，每次提取過程需混合萃取溶液
體積〈60mL;
3) 把壓力溶劑萃取液轉移到磨口蒸餾瓶中，並用正己垸清洗萃取管3次， 將清洗液一起轉移到磨口蒸餾瓶中，40 'C水浴條件下，採用旋轉濃縮儀減量得 到8mL樣品溶液，然後將其轉移到定量試管中，高純氮氣吹脫至2mL;4) 同時，將氟羅裡土先在68(TC烘烤4 h後，在150 °C活化4 h，再加入 體積為氟羅裡土體積5%的高純水去活；氧化鋁土在45(TC烘烤4h;無水硫酸鈉 在300 。C烘烤4h;銅粉先使用O.l mol/L稀鹽酸洗至銅粉表面黑色氧化物被去 除，再用300mL高純水洗至上清液呈中性，然後用70mL甲醇、70 mL丙酮和 70mL正己烷依次清洗；玻璃棉用60mL丙酮浸泡16h，取出晾乾後待用；
5) 而後在玻璃層析柱中依次填充2 cm玻璃棉、1 cm無水硫酸鈉、3 cm 銅粉、10cm去活氟羅裡土、 lcm無水硫酸鈉；
6) 用50mL正己烷活化層析柱，將2mL樣品溶液加入層析柱屮，再用100 mL的正己烷和二氯甲烷的混合溶液淋洗，將淋洗液收集在磨口蒸餾瓶中；
7) 將淋洗液旋蒸至8mL，再將樣品溶液轉移到定量試管中，高純氮氣吹脫 至1.5mL，然後用正己垸定容到2mL，利用氣相色譜/電子捕獲檢測器分析，目 標分析物質以及內標物質均濃縮20倍後在HP-5色譜柱上得到分離。
所述內標物為來源於USA-AccuStandard. Inc的209PC3。 所述壓力溶劑萃取條件為溫度為10(TC，壓力為135bar，萃取溶劑為體 積比為h 1的正己垸-二氯甲烷混合溶液，靜態浸漬時間為10min。 所述高純氮氣純度>99.999%。 所述玻璃層析柱長30 cm，內徑1 cm。 所述氟羅裡土為60~100目，氧化鋁土為150目。 所述正己垸與二氯甲烷體積比為7: 3。
所述目標分析物質為四種滴滴涕類組分o，p'-DDT， ap'-DDT， /7,p'-DDE， p,屍，-DDD。
所述氣相色譜/電子捕獲檢測器分析條件設置如下
1)色譜柱HP, 0 m x 0.32 mm x 0.25 jam;
82) 載氣高純氮氣，純度> 99.999%;
3) 進樣口溫度260 °C;
4) 檢測器溫度280 °C;
5) 氣相色譜升溫程序初始溫度90 。C保持2min，以20 °C/min的升溫速 率升至200 。C，再以4 。C/min升溫速率升至240 。C，最後以10 。C/min 升溫速率升至270 °C，在270 。C保持10 min，全部升溫程序共30.5 min;
6) 進樣方式不分流進樣，進樣量為1 ^L;
7) 運行色譜工作站，利用自動進樣器將樣品注入色譜儀進行分析； 所述氣相色譜/電子捕獲檢測器色譜的工作站採用內標定量法計算滴滴涕類
組分含量，從而反映出目標組分在前處理過程中的損失情況，使得定量計算更 為準確，計算公式如下所示
農藥殘留量(mg/yfcg) 二Ax^x^x！
A q m
式中h —樣液中農藥的峰高，Hz;
h' —混合標準工作溶液中農藥的峰高，Hz;
" 一混合標準工作溶液中內標物的峰高，HZ;
hj—樣液中內標物的峰高，Hz;
c'—混合標準溶液中農藥的濃度，ng/L;
《一混合標準溶液中內標物的濃度，ng/L; m' —樣液中加入內標物的質量，11 g; m—樣品量，g。
本發明具有如下優點
1)與常規的索式提取方法相比，採用PSE提取防汙漆中的滴滴涕，操作簡單，耗時短，提取效率高，需要溶劑約為為前者的十分之一。
2) 採用去活後的氟羅裡土淨化提取液，可以有效地實現芳香族類物質 和脂肪族物質的分離，提高樣品淨化效果，使其滿足分析前處理要求。
3) 氣相色譜柱選擇國內外標準方法普遍使用的典型弱極性高效毛細管
柱HP-5 (30mx0.32mmx0.25pm)，可有效分離目標物質中四種弱極性滴 滴涕類組分以及內標十氯聯苯(PCB-209)。
4) 與國內標準方法中普遍採用的外標法相比，本方法中採用內標法定 量，以PCB-209作為內標，能夠反映出前處理過程中目標組分的損失情況， 對滴滴涕目標組分的定量分析更為準確。
附表及
圖1為本發明中滴滴涕組分的色譜分離效果。
圖2為方法的加標回收率。
圖3為不同加標量與儀器響應值的關係。
圖4為方法的平行性。
具體實施例方式
下面結合實施例來進一步說明本發明，其中部分製備條件僅是作為典型情 況的說明，並非對本發明的限定。其中表l為本發明中檢測方法的檢測限。表1本發明中檢測方法的檢測限 組分 樣品定性檢測限(ng/kg) 樣品定量檢測限(ng/kg) "'-DDE 0.03 0.10
o,p'-DDT 4.77 15.91
M'-DDD 0.05 0.15
M'-DDT 0.16 0.53
實施例1
1) 提取
將防汙漆樣品攪拌均勻，用慢速定性濾紙準確稱取O.l g，精確至0.1mg， 將濾紙摺疊置於壓力溶劑萃取(PSE， Applied Separation, USA)的不鏽鋼樣品 管的中部，將內標物PCB-209 (AccuStandard. Inc， USA)滴加在濾紙上，PSE 的樣品管兩頭填上專用石英砂(Ottawa sand， Applied Separation, USA)。
將樣品管安裝在PSE系統中進行壓力溶劑萃取。萃取的條件為溫度為100 °C，壓力為135 bar,萃取溶劑為正己垸(J.T. Baker, USA)和二氯甲烷(J.T. Baker, USA)的混合溶液(體積比為1: 1)，浸漬10min，相同程序重複兩次。每次提 取過程需混合萃取溶液體積<60 mL。
將PSE提取得到的溶液轉移到250ml的磨口蒸餾瓶中，並用正己烷清洗萃 取管三次，將清洗液一起轉移到磨口蒸餾瓶中，採用旋轉濃縮儀(EYELA, Tokyo Rikakikai Co. Ltd)減量得到8 mL樣品溶液，然後將樣品溶液轉移到定量試管中， 高純氮氣(純度>99.999%)吹脫至2mL，待過層析柱。
2) 淨化在長30cm、內徑lcm的玻璃層析柱中依次填充2cm玻璃棉、1 cm無水 硫酸鈉、3cm銅粉、10cm去活氟羅裡土 (Sigma-Aldrich， USA)、 5 cm A1203 (Sigma-Aldrich， USA)、 lcm無水硫酸鈉。
先用50mL正己烷活化層析柱，然後將2mL樣品溶液加入層析柱中，再用 lOOmL的正己烷和二氯甲烷的混合溶液(體積比為7: 3)淋洗，將淋洗液收集 在磨口蒸餾瓶中。
將淋洗液採用旋轉濃縮儀減量到體積為8 mL，然後將樣品溶液轉移到定量 試管中，高純氮氣吹脫至1.5mL，然後用正己垸定容到2mL，待氣相色譜/電子 捕獲檢測器(GC/ECD)分析。
3) GC/ECD (Agilent 6890)色譜分析
a) 色譜柱HP-5 (30mX0.32mmX0,25|im)
b) 載氣高純氮(N2)，純度>99.999%
c) 進樣口溫度260 °C
d) 檢測器溫度280 °C
e) 爐溫程序初始溫度90 °C (保持2min)，以20 °C /min的速率升 至200 °C ，再以4 °C /min的速率升至240 °C ，最後以10 °C /min的速 率升至270 °C ，並保持10min;全部升溫程序共30.5 min。
進樣方式不分流進樣，進樣量為l PL。
f) 運行色譜工作站，利用自動進樣器將樣品注入色譜儀進行分析 如圖1所示，在當前氣相色譜分析條件下，四種滴滴涕組分(o,p'-DDT，p，/ ，-DDT， p,/ ，-DDE， p,p，-DDD)以及內標物質PCB-209在HP-5色譜柱上得 到充分的分離。
4)質量控制
a) 試劑空白所用有機溶劑均濃縮20倍後用GC/ECD檢測；實驗結果 表明，試劑空白中無目標組分檢出。
b) 過程空白PSE萃取過程所使用的濾紙不加漆樣，與樣品同過程處 理和分析；實驗結果表明，過程空白中無目標組分檢出。
c) 每分析十個樣品後插入1個50ng/L的標準溶液和1個空白溶液；實 驗結果表明，儀器分析過程中未出現異常情況。
d) 樣品定性檢測限和定量檢測限進行十次空白測定，計算結果的相
對偏差(CT)，以3CT為樣品的定性檢測限，IOCJ為樣品的定量檢測限；實驗
結果如表l所示，四種滴滴涕組分的定性檢測限範圍為0.003-4.77 ng/kg，定 量檢測限範圍為0.10-15.91 ng/kg，其中o，；Z-DDT的定性檢測限和定量檢測 限略高於其它三種滴滴涕類組分。
e) 加標回收率在不含滴滴涕的防汙漆中定量加入四種含滴滴涕組分 的標樣(加標量分別為20， 40， 100， 200， 400， 1000， 2000 ng)。結果 如圖2和圖3所示，四種含滴滴涕組分的回收率均大於70%;在本試驗研究 濃度範圍內，四種含滴滴涕組分的濃度與儀器響應值間線性相關性顯著，線 性相關係數(r)分別為0.9993 (o,p，-DDT)， 0.9993 ("，-DDT)， 0,9995
W-DDE)， 0.9995 ("，-DDD)。
f) 平行性製備加標為200 ng/L的漆樣五份，分別進行前處理和色譜分析；實驗結果如圖4所示，四種滴滴涕組分以及內標PCB-209在五個平 行樣之間的變異係數均小於6%，表明本發明中的分析方法對測定防汙漆中 滴滴涕類組分具有良好的重現性與穩定性。
權利要求
1. 一種檢測船舶防汙漆中滴滴涕含量的分析方法，利用壓力溶劑萃取系統對防汙漆樣品中滴滴涕類組分進行快速萃取，選擇層析柱對萃取液進行分離淨化，收集的淋洗液濃縮後由氣相色譜/電子捕獲檢測器對目標物質進行分析檢測，其特徵在於，所述方法的具體步驟包括1)將防汙漆樣品攪拌均勻，用慢速定性濾紙稱取樣品，然後將濾紙摺疊置於壓力溶劑萃取的不鏽鋼樣品管的中部，將內標物滴加在濾紙上；2)在壓力溶劑萃取的樣品管兩頭填上專用石英砂後，安裝在壓力溶劑萃取系統中進行壓力溶劑萃取，相同程序重複2次，每次提取過程需混合萃取溶液體積<60mL；3)把壓力溶劑萃取液轉移到磨口蒸餾瓶中，並用正己烷清洗萃取管3次，將清洗液一起轉移到磨口蒸餾瓶中，40℃水浴條件下，旋蒸得到8mL樣品溶液，然後將其轉移到定量試管中，高純氮氣吹脫至2mL；4)同時，將氟羅裡土先在680℃烘烤4h後，在150℃活化4h，再加入體積為氟羅裡土體積5％的高純水去活；氧化鋁土在450℃烘烤4h；無水硫酸鈉在300℃烘烤4h；銅粉先使用0.1mol/L稀鹽酸洗至銅粉表面黑色氧化物被去除，再用300mL高純水洗至上清液呈中性，然後用70mL甲醇、70mL丙酮和70mL正己烷依次清洗；玻璃棉用60mL丙酮浸泡16h，取出晾乾後待用；5)而後在玻璃層析柱中依次填充2cm玻璃棉、1cm無水硫酸鈉、3cm銅粉、10cm去活氟羅裡土、1cm無水硫酸鈉；6)用50mL正己烷活化層析柱，將2mL樣品溶液加入層析柱中，再用100mL的正己烷和二氯甲烷的混合溶液淋洗，將淋洗液收集在磨口蒸餾瓶中；7)將淋洗液旋蒸至8mL，再將樣品溶液轉移到定量試管中，高純氮氣吹脫至1.5mL，然後用正己烷定容到2mL，利用氣相色譜/電子捕獲檢測器分析，目標分析物質以及內標物質均濃縮20倍後在HP-5色譜柱上得到分離。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述內標物為來源於USA -AccuStandard. Inc的209PC3。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述壓力溶劑萃取條件為溫度為100 。C，壓力為135 bar，萃取溶劑為體積比為1: 1的正己垸-二氯甲烷 混合溶液，靜態浸漬時間為10min。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述高純氮氣純度>99.999%。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述玻璃層析柱長30 cm， 內徑1 cm。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述氟羅裡土為60 100目， 氧化鋁土為150目。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述正己烷與二氯甲烷體積 比為7: 3。
8. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述目標分析物質為四種滴 滴涕類組分o,; ，-DDT， p,; ，-DDT， / ,; ，-DDE， /7,p，-DDD。
全文摘要
一種檢測船舶防汙漆中滴滴涕組分的分析方法，屬於環境監測商品中有機氯農藥含量的檢驗測定領域。本發明通過溶劑萃取、提取液淨化以及氣相色譜/電子捕獲檢測器定量檢測出防汙漆中的四種滴滴涕類組分。首先利用壓力溶劑萃取系統在加熱加壓條件下實現對防汙漆樣品中滴滴涕類組分的快速提取，然後選擇填充有去活氟羅裡土和氧化鋁土的層析柱對壓力溶劑萃取提取液進行分離淨化，最後將收集到的淋洗液濃縮至適當體積，由氣相色譜/電子捕獲檢測器對目標物質進行檢測分析。該發明萃取效率高，淨化效果好，回收率合理穩定，整個分析流程耗時短，重現性好，在中國履行斯德哥爾摩公約下防汙漆中滴滴涕檢測的相關工作中具有很好的應用前景。
文檔編號G01N30/00GK101435804SQ20081024026
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者剛 餘, 雪 李, 泰 王, 鄧述波, 俊 黃 申請人:清華大學