实验三-1 水中残留有机氯农药含量的测定.doc

实验三-1 水中残留有机氯农药含量的测定.doc 实验三(1) 水中残留有机氯农药含量的测定 有机氯农药是氯代芳香烃的衍生物。具有难氧化、难分解、毒性大、高效、高毒、高残留的特点，在环境中持久存在;微溶解于水，易溶于脂类化合物;长时期残留于人体和动物组织中，它们可越过胎盘屏障，能诱导微粒体的酶，从而产生神经毒性。常见的有机氯农药有六六六、 七氯、艾氏剂、环氧七氯、硫丹I、狄氏剂、异狄氏剂、硫丹II、乙醛异狄氏剂、硫酸硫丹、甲氧滴滴涕、DDT、DDE、DDD等。 而水环境中如果存留有有机氯农药，特别对于饮用水源，可以通过食用进入人体，对人体健康造成危害，所以，测定水中残留有机氯农药含量具有重要意义。 一、实验目的 1. 了解测定水中有机氯农药的前处理方法; 2. 掌握外标法确定水中有机氯农药含量的定量方法; 3. 测定海水中残留有机氯农药的含量。 二、实验原理 电子捕获器对电负性(分子或原子捕获电子产生负离子的机率)物 质，如含卤、硫、磷、氮的物质有较高的灵敏度和选择性，电负性越强，检 测器的灵敏度越高;而对电中性的物质，如烷烃等则无讯号，例如，CCL4 8-14 比正己烷的灵敏度高4X10倍。高灵敏度现在能测出10g/mL的电负性 物质。电子捕获检测器广泛用于甾族化合物、金属化合物、金属鳌合物、多 环芳烃、多卤或多硫化物的分析测定，在医学、农药、大气及水质污染等领 域得到广泛应用。 所以样品中六六六，滴滴涕经提取、净化后用气相色谱法测定，可以与 比较进行定量、定性分析。 出峰顺序:α-666、β-666、u-666、δ-666、p，p'-DDE、0，p'-DDT、 p，p'-DDD、p,p'-DDT。 三、实验材料 1. 材料:150 mL具塞三角瓶2个,5 mL玻璃分离净化柱2根,10 mL具塞试 管1支,2 mL棕色样品瓶2个;玻璃滴管4根;玻璃毛少许;10 μL手 动进样针1根。 2. 试剂:分析纯二氯甲烷50 mL、正己烷 20 mL、无水硫酸钠2 g、硅胶 5 g 4. 有机氯农药标准品:DDT (Sigma),用环己烷稀释成标准使用液。 仪器: 天平，超声波萃取仪，气相色谱仪-电子捕获检测器(ECD)。 5. 四、实验步骤 4-1 萃取 )用量筒量取1 L待测海水，倒入分液漏斗中，加入20 mL二氯甲烷，振摇(1 萃取，静置分层后，将有机相萃取液放入50 mL离心管中。 (2)再取15 mL二氯甲烷倒入分液漏斗中进行二次萃取，将二氯甲烷萃取液合并。 (3)用氮气吹脱溶剂，浓缩至5 mL左右。 (4)将浓缩后的溶液经装有4,6 g无水硫酸钠的玻璃柱脱水后，滤入20 mL具塞玻璃试管中，以约5 mL二氯甲烷分数次洗涤容器和无水硫酸钠，洗涤液也并入试管中，再用氮气吹脱溶剂、浓缩至1 mL，转移定容至2 mL玻璃瓶，冷藏备用。 4-2 分离 (1)1支5 mL玻璃分离柱底端加入经过二氯甲烷萃取过的脱脂棉。 (2)用正己烷淋洗柱子直至硅胶饱和，然后用滴管将样品移入玻璃分离柱中，用二氯甲烷润洗二次，用5 mL正己烷淋洗过后，用10 mL 1:1 正己烷:二氯甲烷(v:v)淋洗出DDT组分，浓缩至1 mL, 转移定容至2 mL玻璃瓶备用。 4-3 气相色谱条件 表1 气相色谱条件 项目 条件 色谱柱 HP5 30 m×0.25 μm×0.32 mm(i.d) 载气 氦气 辅助气 氮气 载气流速 1.0 mL/min 进样口温度 250 ? 检测器度 280 ? 炉温 100 ? 程序升温 100 ?维持1min,以20 ?/min升至280 ?， 恒温2 min。总运行时间12 min。 性、定量分析方法: 4-4 定 (1) 定性方法 定性分析，即确定分析试样中的组分。在气相色谱分析中，就是要确定色谱峰所代表的组分。一般采用已知物对照法定性:通过比较已知物和未知物的保留值来定性。本实验取有机磷农药标准液及样品注入色谱仪中，以保留时间定性。 (2)定量方法 气相色谱定量分析的依据是:分析组分的重量或其在载气中的浓度与检测器的响应信号(在色谱图上的峰面积或峰高)成正比Wi=fiAi。显然要准确进行定量分析，必须准确地测量峰面积Ai和比例常数(校正因子)fi,定量方法和分析误差也需正确运用和严格控制。目前常用的定量方法主要有归一化法、内标法和外标法(校正曲线)三种。 本次实验采用的是外标法(单点校正法)定量:在一定的操作条件下，用已知纯样品加稀释剂稀释，定量进样，然后绘制响应信号,百分含量校正曲线，分析时，注入同样体积的分析样品，从色谱图上测出响应信号，由校正曲线上查出其百分含量，即标准工作曲线法。 内标法:样品在进行前处理时，待测组分不能完全从样品中萃取出来，在实验过程中也会有损失，因此在进行样品预处理时，应加入内标，与标准加入时同样量的内标进行回收率校准。最后计算出样品中有机磷农药组分的浓度。 C=W×A×A/(A×A×V) issbiibs 其中C为待测组分的浓度(mg/L); i Ai为待测组分的峰面积; Ws为标准物组分的质量(mg); As为标准物组分的峰面积; Asb为标准中内标物的峰面积; Aib为样品中内标物的峰面积; V为分析样品的体积(L)。 图1 有机氯农药的标准工作曲线 五、实验数据及分析 5-1 标准工作曲线的绘制 表2 标准工作曲线 标准物质浓物质名称 时间/s 峰面积 峰高 峰宽 对称因子 峰面积 % 度/ppb pp'-DDE 27.701 1344.5 181.1 0.1237 0.848 33.05 20 pp'-DDD 31.382 471.5 49.9 0.1574 0.735 11.59 pp'-DDT 35.127 221 19.7 0.1869 0.933 5.432 pp'-DDE 27.648 3245 443.4 0.122 0.833 65.714 50 pp'-DDD 31.315 1121.3 115.2 0.1623 0.615 22.706 pp'-DDT 35.035 571.8 51 0.1868 0.651 11.58 pp'-DDE 27.701 6721.8 929.7 0.1205 0.979 63.221 100 pp'-DDD 31.392 2774.8 286.2 0.1616 0.904 26.099 pp'-DDT 35.125 1135.5 101.3 0.1868 0.976 10.68 pp'-DDE 27.759 17235.4 2428.6 0.1183 0.961 62.44 250 pp'-DDD 31.464 7599.5 813.2 0.1557 0.848 27.531 pp'-DDT 35.202 2768.4 246.5 0.1872 0.777 10.029 pp'-DDE 27.809 34948.2 4987.8 0.1168 0.888 62.456 500 pp'-DDD 31.519 15537.6 1710.1 0.1514 0.679 27.767 pp'-DDT 35.27 5470.4 513.8 0.1775 0.793 9.776 根据实验数据以峰面积为纵轴、标准物质浓度为横轴，绘制标准工作曲线，如图1。 5-2 样品数据的处理 表3 样品实验数据 样品编号 时间/s 峰面积 峰高 峰宽 对称因子 峰面积% 检出物质 26.474 5.1 7.10E-01 0.1198 2.171 30.568 pp'-DDE 1 30.99 11.6 1.2 0.1621 0.685 69.432 pp'-DDD 27.408 19.8 1.3 0.2627 0.271 100 pp'-DDE 2 样品1和2为两个平行样。 首先分析样品1。样品1有两个峰，其中一个的保留时间为26.474，根据标准样品不同农药的出峰时间可以对其进行定性，为pp'-DDE。再对其进行定量分析，同样根据标准工作曲线，得出其峰面积与浓度关系: S =70.21C-219.69 -------------------(1) 其中: S- 峰面积; C-浓度，ppb。 把S=5.1代入得， C=(5.1+219.69)/70.21=3.20(ppb)， 所以，1 L海水中pp'-DDE的浓度为: 3.20*2/1000=0.0064 (ppb)。 第二个峰的保留时间为30.99，定性结果为pp'-DDD。再对其进行定量分析。由标准工作曲线知，其峰面积与浓度关系: S =31.711C-333.96 --------------------(2) 其中: S- 峰面积; C-浓度，ppb。 把S=11.6代入得，C=(11.6+333.96)/31.711= 10.90(ppb)， 所以，1 L海水中pp'-DDD的浓度为:10.90*2/1000=0.0218(ppb)。 再分析平行样2。同样的分析方法，其保留时间为27.408，判断其为pp'-DDE，根据式(1)，把S=19.8代入得:C=(19.8+219.69)/70.21=3.41(ppb)， 所以，1 L海水中pp'-DDE的浓度为:3.41*2/1000=0.0068(ppb)。 由于没有找到国家相关标准，因此无法明确评价其污染情况，但对其进行定性定量的分析，可以为当地的海水环境情况提供一个参考。 六、思考题 1、 样品萃取完后为什么要进行脱水处理, 答:因为水对气相色谱分析会产生影响，主要体现在: (1)水对分离效果的影响。水不是理想的溶剂，因为在常用的溶剂中，水具有最大的气化膨胀体积。所以在进校时，若有水存在，进样口衬管的体积范围从约200到约990 uL，有可能造成样品的蒸气会膨胀出衬管，造成“倒灌”，直接影响到峰面积的重现性;“倒灌”还会污染衬管上方气路，影响后来的实验。 (2)水对色谱柱的影响。水的表面能很大，而大部分毛细管柱固定相的表面能较低，导致水的润湿性能很差。水又具有较高的沸点，由于不能在色谱柱壁上形成光滑的溶剂膜而一部分水以液体状态流过色谱柱，水会留下液滴，导致在水中具有良好的溶解性的溶质会出现谱带展宽，甚至会出现色谱峰裂分。 (3)水对检测器的影响。当水进样量较大时，可以使FID的火焰熄灭，尤其是在检测流速设定不合理时。ECD对水也非常敏感，水的存在会降低ECD的灵敏度。 综上所述，样品萃取完后要进行脱水处理，保证检测的正常进行。 七、实验反思 从实验结果来看，由于做的是平行样品，而样品1中检出pp'-DDE、pp'-DDD，样品2中只检出了pp'-DDE，且pp'-DDE的含量在两个平行样中分别为3.20、 3.41 ppb，相关较大，所以这次实验结果并不很好。可能在实验过程中，由于操作不，或因共用试剂，有交叉污染，导致结果偏差较大。两个平行样的pp'-DDE峰面积%相差也较大，可以看出此次实验结果不理想。