Determinación por cromatografía de gases de DDT, hexaclorobenceno y benzo(a)pireno
Resumen del método
El HCH, el DDT, el hexaclorobenceno, el benzo(a)pireno, etc. son fácilmente solubles en un disolvente orgánico de n-hexano. Método: se utilizó extracción líquido-líquido con n-hexano para extraer los contaminantes orgánicos semivolátiles mencionados anteriormente en el agua subterránea. Después de concentrar y enriquecer el extracto de la muestra, se utilizó un detector de captura de electrones por cromatografía de gases para detectar 11 pesticidas organoclorados como el HCH. , DDT y hexaclorobenceno, detección en tándem de cromatografía líquida de alto rendimiento-fluorescencia-detector UV de benzo(a)pireno.
El método es adecuado para la determinación de 12 contaminantes orgánicos semivolátiles como HCH, DDT, hexaclorobenceno y benzo(a)pireno en aguas subterráneas y superficiales. El límite de detección del método está relacionado con condiciones como la sensibilidad del instrumento y la matriz de la muestra. Cuando el volumen de muestreo es de 1,0 L, el límite de detección de este método está entre 0,5 y 1,0 ng/L.
Instrumento
Cromatógrafo de gases con detector de captura de electrones.
Cromatógrafo líquido de alta resolución con detector de fluorescencia y detector UV.
Evaporador rotativo. Oscilador, con funciones de regulación de velocidad y temporización.
Baño María a temperatura constante de 12 posiciones, soplador de nitrógeno con flujo de aire controlable.
Vial de 1L de color marrón con tapón de rosca revestido con membrana de teflón.
Embudo de decantación de 1L con tapón de PTFE.
Microjeringas de 10μL, 50μL, 100μL, 1000μL.
Botella concentradora KD de 25mL con asa de 1mL.
Columna cromatográfica: American J&W Company, DB-5, 30 m × 0,25 mm, 0,25 μm de espesor de película o Australian SGE Company, HT8, 25 m × 0,22 mm, 0,25 μm de espesor de película Rtx?- CLPesticides2 Capilar; Columna de cromatografía (30 m × 0,25 mm, espesor de película 0,25 μm); columna analítica de columna de acero inoxidable especial LC-PAH de Water Company (250 mm × 4,6 mm, diámetro de partícula 5 μm); columna de cromatografía líquida C18, 250 mm × Φ4,6 mm, tamaño de partícula de embalaje; : Postes de acero inoxidable de 5μm.
Reactivos
El sulfato de sodio anhidro y el cloruro de sodio son de alta pureza. Se queman en un horno de mufla a 600 ℃ durante 4 horas y se colocan en un desecador para su uso posterior.
El N-hexano, la acetona y el metanol son todos de calidad pesticida. Después de concentrarse 100 veces en n-hexano y acetona, la concentración del compuesto objetivo estaba por debajo del límite de detección del método. Después de una concentración de metanol 10 veces mayor, la concentración del compuesto objetivo estaba por debajo del límite de detección del método.
La solución madre estándar de DDT y la solución estándar mixta de pesticidas organoclorados 666, hexaclorobenceno y benzo[a]pireno se compraron en el Centro Nacional de Investigación de Materiales de Referencia. Todas las soluciones estándar se almacenaron a -18 °C para su uso posterior; .
Las soluciones estándar sustitutivas de 2,4,5,6-tetracloro-m-xileno y dibutilcloromicina son de 50μg/mL y 100μg/mL respectivamente, y se preparan mediante dilución progresiva con n-hexano Solución estándar con una concentración de 1,0 μg/ml. Para el terfenilo, pese 0,0100 g de terfenilo (comprado en SUPELCO, EE. UU.) en un matraz volumétrico de 100 ml, disuélvalo en metanol y ajuste a volumen. Luego, la solución madre se diluyó gradualmente con metanol para preparar una solución estándar con una concentración másica de 1,0 µg/ml. Todas las soluciones estándar sustitutas deben almacenarse a -18°C. Antes del procesamiento de la muestra, se agrega el estándar sustituto a cada blanco y muestra para monitorear si hay contaminación, interferencia, efecto de matriz, etc. durante el proceso de análisis. También se debería añadir la misma cantidad de estándares sustitutos a la serie de estándares.
Gas portador: Nitrógeno, pureza 99.999.
Filtro de jeringa, tamaño de poro 0,45μm, diámetro 4mm, membrana filtrante de politetrafluoroetileno.
Recolección y almacenamiento de muestras
1) Agregue lentamente la muestra de agua en la botella de muestra marrón de 1 litro prelimpiada hasta que la botella esté llena, sin dejar espacio en la parte superior, y apriétela rápidamente. La botella revestida de polietileno debe etiquetarse inmediatamente con los tapones de rosca de película de PTFE con la información relevante, colocarse en un equipo de refrigeración de baja temperatura y enviarse al laboratorio para realizar pruebas lo antes posible.
2) Las muestras que no hayan sido analizadas a tiempo deben refrigerarse a 4°C. Las muestras deben extraerse en un plazo de 7 días y analizarse en un plazo de 40 días. Cada muestra suele tomar muestras dobles o más muestras.
Pasos del análisis
1) Extracción de plaguicidas organoclorados y benzo[a]pireno. Transfiera 1,0 l de muestra de agua a un embudo de decantación con 30 g de NaCl añadidos. Enjuague la pared interior de la botella de muestra con 15 ml de acetona tres veces y viértala en el embudo de decantación. Luego agregue terfenilo y 2 con la misma concentración de 1 μg/ml respectivamente. , 50 μl, 40 μl y 50 ml de solución estándar sustitutiva mixta de n-hexano de 4,5,6-tetraclorom-xileno y dibutilcloromicina. Agite suavemente el embudo de decantación para desinflarlo e instálelo en una coctelera, agitando durante 5 minutos. Después de reposar durante 10 a 30 minutos (dependiendo de la separación de las dos fases), transfiera la capa de n-hexano a un matraz Erlenmeyer de 250 ml y luego extraiga la fase acuosa por segunda y tercera vez. Cambie la cantidad de n-hexano. a 25 ml. Los pasos de procesamiento son los mismos que los anteriores. Combine tres fases orgánicas. A la fase orgánica se le agrega una pequeña cantidad de sulfato de sodio anhidro (para eliminar el agua), se agita ligeramente y se deja reposar menos de 30 minutos, luego se filtra a través de un embudo cónico. La fase orgánica se concentró mediante evaporación rotatoria en un baño de agua a temperatura constante a 35 °C. Cuando se concentró a 5-10 ml, se transfirió cuantitativamente a una botella K.D de 25 ml con un tubo cuantitativo de 1 ml, se purgó con nitrógeno y se diluyó a 1,00. ml.
Utilice un gotero Pasteur limpio para transferir aproximadamente de 0,5 ml a 500 μl de la solución de muestra del volumen fijo a un tubo revestido para el análisis por cromatografía de gases de pesticidas organoclorados, mientras mantiene el volumen de muestra restante con una precisión de 0,50 ml. añadir 5 gotas de metanol y cambiar la fase con nitrógeno. Cuando la solución en la botella esté casi seca, disolverla con metanol hasta 0,50 ml, filtrarla con un filtro de fase orgánica de 0,45 μm y medir el benzo[a]pireno mediante cromatografía líquida de alta resolución.
2) Curva de calibración. Serie estándar de pesticidas organoclorados: 0ng/mL, 5ng/mL, 10ng/mL, 20ng/mL, 40ng/mL, 60ng/mL, 80ng/mL, medio de n-hexano. Serie estándar de benzo[a]pireno: 0 ng/ml, 2,15 ng/ml, 4,29 ng/ml, 13,4 ng/ml, 26,8 ng/ml, 53,6 ng/ml, 80,4 ng/ml, medio metanol.
3) Condiciones de cromatografía de gases. La temperatura de entrada fue de 260 °C, se realizó una inyección sin división y el volumen de inyección fue de 1 μl. La presión previa a la columna es 9 × 6894,76 Pa, el caudal total es 12,9 ml/min, el caudal de la columna es 1,66 ml/min y el caudal de purga es 3,0 ml/min. La temperatura del detector (ECD) es de 320 °C y el caudal de reposición es de 30 ml/min. Programa de aumento de temperatura: la temperatura inicial es de 90 °C, mantener durante 1 minuto; calentar hasta 200 °C a 10 °C/min y mantener durante 2 minutos, luego calentar hasta 250 °C a 5 °C/min y finalmente; calentar hasta 310°C a 10°C/min y mantener durante 5 minutos.
4) Condiciones de cromatografía líquida de alta resolución. La fase móvil es una solución de metanol, con un caudal de 1,0 ml/min (modo de flujo constante). Temperatura de la columna, 40°C. Detector UV, longitud de onda 280 nm. Detector de fluorescencia, la longitud de onda de excitación (Ex) es de 250 nm de 0 a 6 minutos y la longitud de onda de emisión (Em) es de 370 nm; la longitud de onda de excitación (Ex) es de 294 nm y la longitud de onda de emisión (Em) es de 430 nm de 6 a 20 minutos.
5) Depuración de instrumentos.
Precaliente y ejecute hasta obtener una línea de base estable, ajuste el cromatógrafo de gases y el cromatógrafo líquido de alto rendimiento, observe si las formas de los picos cromatográficos son simétricas y haga que cada pico cromatográfico alcance el efecto de separación y la sensibilidad analítica esperados. Utilice DDT y endrin para comprobar si hay puntos activos y contaminación en la entrada de cromatografía. Si la tasa de descomposición de DDT y endrin supera los 15, es necesario limpiar o reemplazar el revestimiento y limpiar la entrada si es necesario.
Análisis cualitativo y cuantitativo
1) Análisis cualitativo. El análisis cualitativo de la sustancia objetivo en la muestra se realiza comparándolo con el tiempo de retención de la sustancia objetivo en la muestra estándar. El tiempo de retención de la sustancia objetivo de la muestra debe estar dentro de 3 veces la desviación estándar del tiempo de retención del estándar. sustancia objetivo. Para muestras con pesticidas organoclorados detectados, vuelva a analizarlas utilizando una columna cromatográfica con diferentes propiedades o confirme mediante análisis GC-MS. Para muestras de benzo[a]pireno con alto contenido o interferencia, se deben examinar al mismo tiempo los cromatogramas de fluorescencia, ultravioleta y otros cromatogramas líquidos de alto rendimiento. Si aún hay dudas, se requiere un análisis GC-MS para confirmación.
2) Análisis cuantitativo. Cuantificación por método estándar externo. El medio de la solución de muestra es consistente con el medio de la solución estándar, las condiciones de análisis del instrumento de la muestra y la solución estándar son consistentes, y la muestra y la solución estándar se analizan simultáneamente.
3) Cálculo del resultado. Utilice el software de trabajo del instrumento para establecer la relación de respuesta entre el área del pico y la concentración del compuesto objetivo y = kx b. El software EXCEL también se puede utilizar para establecer la relación de respuesta entre la concentración y el área del pico. donde y es el área del pico, x es la concentración del compuesto objetivo, k es la sensibilidad del método y b es la intersección, que refleja el error sistemático. En el análisis real, el coeficiente de correlación debe satisfacer ≥0,995 y b no es significativamente diferente de cero. Cuando se obtiene el área del pico después de medir la muestra, la concentración de medición de la muestra Ai se puede calcular mediante la ecuación de regresión y = kx b o la concentración de medición de la muestra Ai se puede calcular mediante el factor de respuesta promedio (la desviación estándar relativa de la muestra; factor de respuesta promedio RSD≤20). Para los compuestos objetivo cuyo contenido está cerca del límite de detección, se puede utilizar una calibración estándar de un solo punto con una concentración similar. Las áreas de pico integradas automáticamente se deben verificar una por una para ver si la línea de base del área de pico es razonable, y las líneas de base no razonables se deben corregir manualmente.
Para el cálculo de la concentración del compuesto objetivo en la muestra, consultar la fórmula (82.15).
Índice de rendimiento del método
1) Linealidad obtenida entre 0,40～80ng/mL y 0,20～80,4ng/mL para pesticidas organoclorados y series estándar de benzo[a]pireno, respectivamente. La ecuación y la correlación. Los coeficientes se muestran en la tabla 82.25.
Tabla 82.25 Ecuación lineal y coeficiente de correlación
Continúa tabla
2) Precisión, límite de detección y tasa de recuperación aumentada del método. A 1,0 l de solución de muestra, agregue 20 μl de soluciones estándar de 9 organoclorados de 1 μg/ml, 5 μl de solución estándar de benzo[a]pireno de 2,68 μg/ml y luego agregue 60 μl de solución estándar sustituta de terfenilo de 1,0 μg/ml, 40 μl de 1,0 μg/ml de 2,4,5,6-tetracloro-m-xileno y estándar sustituto de cloruro de dibutilo, extracción líquido-líquido, las operaciones restantes son las mismas que las del proceso de tratamiento de muestras de agua. Se realizaron ocho experimentos paralelos de recuperación de picos de matriz para obtener la precisión del método y la tasa de recuperación de picos de matriz. Los resultados del análisis se muestran en la tabla 82.26. El límite de detección del método se define como la concentración del compuesto objetivo correspondiente a 3 veces la señal de ruido. Los límites de detección de los compuestos objetivo se muestran en la Tabla 82.26.
Tabla 82.26 Precisión del método, límite de detección y tasa de recuperación potenciada
3) Examen de cromatogramas. Los cromatogramas de pesticidas organoclorados, solución estándar de benzo[a]pireno y muestras de agua reales se muestran en las Figuras 82.5 y 82.6 respectivamente.
Control de calidad
Recuperación de picos. Cada lote de muestras o al menos 20 muestras debe enriquecerse con un reactivo blanco de laboratorio y la concentración de cada componente a analizar debe ser al menos aproximadamente 10 veces el límite de detección. La precisión se calcula como porcentaje de recuperación. Si la tasa de recuperación de algún componente no está dentro del rango de 65 a 130, indica que puede haber un problema con la muestra y es necesario encontrar la causa.
Si no hay problemas con la muestra y el sistema de análisis, la muestra debe volver a analizarse. Si los resultados del análisis aún superan el límite de control, indica que el rendimiento analítico del laboratorio está bajo control. La tasa de recuperación excesiva es causada por la matriz de la muestra. , no el sistema de análisis de.
Figura 82.5 Cromatograma de gases de la solución estándar de pesticidas organoclorados y muestra real
Figura 82.6 Cromatograma líquido de alto rendimiento de la solución estándar de benzo[a]pireno y muestra real (detección de fluorescencia)
Análisis en blanco y duplicado. Cada lote de muestras o al menos 20 muestras debe someterse a al menos un blanco de reactivo de proceso completo y un análisis paralelo de doble muestra para monitorear la interferencia causada por material de vidrio, reactivos, solventes, etc. en el proceso de análisis y la precisión del análisis de la muestra.
Pruebe periódicamente la entrada de cromatografía de gases con p, p'-DDT o endrina para evitar que la entrada sea demasiado activa como para causar degradación o pérdida de la sustancia objetivo a medir, y mantenga el sistema de análisis en un manera oportuna. Cuando la tasa de descomposición del DDT o del endrín es >15, es necesario limpiar o reemplazar el revestimiento de la cámara de vaporización. La fórmula para calcular la tasa de descomposición es la siguiente:
Análisis de minerales de roca Volumen 4 Tecnología de análisis e investigación de recursos y medio ambiente
Inspección de confirmación. El tiempo de calibración es el comienzo y el final del análisis diario para evaluar si el sistema de análisis es normal. Cuando el análisis excede las 8 horas o después de analizar 10 muestras, se debe utilizar el estándar de confirmación para verificar el estado de funcionamiento del instrumento. La concentración del estándar de confirmación debe ser la concentración media de la serie del estándar inicial. se desvía en más de 20 del estándar inicial, es necesario volver a medir la serie estándar; si la desviación aún es mayor que 20, es necesario preparar una nueva curva estándar para reemplazar la curva estándar original.
Tasa de recuperación estándar sustituta. Los límites de recuperación de la madre sustituta deben controlarse dentro de los siguientes límites (Tabla 82.27).
Tabla 82.27 Límites de tasa de recuperación alternativos
Notas
1) El benzo[a]pireno se descompone fácilmente con la luz, por lo que se debe llevar a cabo todo el proceso de análisis en la medida de lo posible Operar en la oscuridad. Utilice botellas de muestra de color marrón.
2) Al extraer muestras que contienen partículas suspendidas, impurezas precipitadas o muestras coloreadas con disolventes orgánicos, es probable que se produzca emulsificación. Antes de la extracción, tapar el embudo cónico con una pequeña cantidad de algodón absorbente y filtrar para eliminar sedimentos o materia en suspensión. Cuando la solución de muestra esté completamente filtrada, enjuague el embudo con una pequeña cantidad de n-hexano y agregue el eluyente de n-hexano a la muestra de agua. Cuando la muestra de agua extraída con n-hexano emulsione, agregue 0,1 g de NaCl al embudo de decantación o transfiera la capa emulsionada a un embudo de decantación de 250 ml para una extracción secundaria. Cuando el fenómeno de emulsificación es severo, se requiere tratamiento de congelación.