CN108226345B - 一种检测环境中bnst类污染物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种检测环境中BNST类污染物的方法,属于污染物检测技术领域,目的是解决BNST标准品即为含有大量未知化合物的混合物,导致环境中的污染物不易定性和定量检测等问题,技术方案为:(1)标准品定性分析;(2)制作标准曲线;(3)样品预处理;(4)分析样品检测:使用气相色谱‑串联三重四级杆质谱(GC‑MS/MS)对步骤(3)所得分析样品进行检测分析,计算得到各组分在废水、活性污泥或沉积物样品中的浓度。本方法回收率范围在60.5~99.9%,检测限最低为为0.02ng/mL。本工作为复杂工业品污染物的检测提供了新的完整的思路。
Description
技术领域
本发明属于污染物检测技术领域,具体设计一种环境中BNST类污染物的检测方法。
背景技术
随着仪器的灵敏度变得越来越高,可以检测到一些在环境中以前没有被检测到的新型化合物,甚至一些已知化合物被检测到的浓度水平与以往数据有显著性差异。由于此类物质与人类健康和环境健康存在相关的风险,因此这些化合物通常被称为“新兴关注的污染物”(CECs)。另外,此类化合物出现的频率和来源是不确定的。由于二苯胺类抗氧化剂经常被纳入工业产品,对源水存在一定威胁,所以被认定为CECs。2-丙酮二苯胺反应产物(PREPOD,CAS:68412-48-6)、N,N'-二甲苯基对苯二胺(BENPAT,CAS:68953-84-4)、烷基化二苯胺(BNST,CAS:68921-45-9)在物质筛选评估中被定为高优先级,并且被列入化学品管理战略计划中。这三种物质属于含有未知成分或可变成分的物质、复杂反应产物物质或生物材料物质(UVCB),即它们不是独立的化学物质。它们是二苯胺与每种混合物经不同的取代类型和不同程度反应生成的混合物。这些物质有固有的毒性原因是二苯胺(DPA)及其同系物的存在,它们是PREPOD的主要成分。DPA可通过皮肤和呼吸系统进入人体内,会引起湿疹等皮肤炎症或导致人体产生水泡。通过对在短期与长期暴露在二苯胺类物质环境下的狗、大鼠和小鼠的实验研究表明,二苯胺类物质可以使动物器官重量的增加,使其容易患上高铁血红蛋白血症,肝、脾、肾等内脏皆受到不同成都的损害(例如,凝固、坏死病变)。此外,建模和实验室实验结果表明PREPOD、BENPAT和BNST的一些组分可能对水生生物产生危害(急性LC/EC50≤1.0mg/L)。目前这三种物质的全球使用量非常大,但是由于无法买到标准品、只能获得含有大量未知化合物的工业品,导致该类污染物的定性定量检测难度很大,所以目前对这些物质的现有环境检测数据极少。
发明内容
为解决PREPOD、BENPAT和BNST标准品即为含有大量未知化合物的混合物,导致环境中的三种物质不易定性和定量检测等问题,本发明提供一种检测废水、活性污泥或沉积物中PREPOD、BENPAT和BNST的方法。技术方案为:
(1)标准品定性分析:取PREPOD、BENPAT和BNST标准品分别进行FT-ICR-MS全扫描分析、GC-MS/MS一二级质谱扫描,分别得到每种标准品的主要组分,通过GC-FID测定各组分占标准品的质量分数;
(2)制作标准曲线:配置PREPOD、BENPAT和BNST梯度浓度混合标准溶液,根据各组分占标准品的质量分数,计算出各组分在标准溶液中的实际浓度,使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)检测分析,计算各组分的峰面积,以各组分峰面积对各组分在标准溶液中的实际浓度进行线性回归并得到标准曲线;
(3)样品预处理:对废水、活性污泥或沉积物样品中的PREPOD、BENPAT或BNST进行提取得到分析样品装瓶备用;
(4)分析样品检测:使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得分析样品进行检测分析,计算得到各组分峰面积,将各组分的峰面积分别代入各自的标准曲线方程,得到各组分在分析样品中的实际浓度,进一步计算得到各组分在分析样品中的实际含量、各组分在废水、活性污泥或沉积物样品中的浓度。
上述方法可以按(1)、(2)、(3)、(4)的顺序进行,也可以按(3)、(1)、(2)、(4)的顺序进行。
优选的,上述步骤(1)具体为:标准品定性分析:取PREPOD、BENPAT和BNST标准品分别进行FT-ICR-MS全扫描分析、GC-MS/MS一二级质谱扫描,分别得到每种标准品的主要组分、各组分的保留时间,通过GC-FID测定各组分峰面积相对于标准品总峰面积的百分数,得到各组分占标准品的质量分数(各组分在标准液中的实际浓度与实际含量成正比,各组分的实际含量与其峰面积成正比);
优选的,上述步骤(2)具体为:制作标准曲线:配置PREPOD、BENPAT和BNST梯度浓度混合标准溶液,根据各组分占标准品的质量分数,计算出各组分在标准溶液中的实际浓度,使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)检测分析,根据各组分的保留时间对检出峰进行定性,计算各组分的峰面积,取7~11个检测点,以各组分峰面积对各组分在标准溶液中的实际浓度进行线性回归并得到标准曲线;
优选的,上述步骤(3)具体为:样品预处理:对活性污泥或沉积物样品中的PREPOD、BENPAT或BNST采用震荡萃取或固液萃取等方法进行萃取,萃取后浓缩,纯化,再浓缩得到分析样品装瓶备用;对废水进行液液萃取后浓缩,纯化后再浓缩得到分析样品装瓶备用。
优选的,步骤(3)所述萃取,溶剂为正己烷/丙酮混合溶剂(1:1;V/V)。
优选的,步骤(3)所述纯化,步骤为:将样品通过5%失活的硅胶柱进行纯化,使用正己烷/乙酸乙酯(1:1,V/V)溶剂作为洗脱溶剂。
优选的,上述步骤(4)具体为:分析样品检测:使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得分析样品进行检测分析,根据各组分保留时间对检出峰进行定性,然后计算得到各组分峰面积,将各组分的峰面积分别代入各自的标准曲线方程,得到各组分在分析样品中的实际浓度,根据质量=浓度*体积,计算得到各组分在分析样品中的实际含量,即各组分在步骤(3)中的废水、活性污泥或沉积物样品中的实际含量,进一步计算得到各组分在废水、活性污泥或沉积物样品中的浓度。
有益效果
本发明解决了PREPOD、BENPAT和BNST标准品即为含有大量未知化合物的混合物,导致环境中的三种物质不易定性和定量检测的问题,首先采用FT-ICR-MS和GC-MS全扫描对标准品进行了定性分析,利用GC-FID进行标准品定量分析,得出标准品组成和各组分所占百分比,在此前提下,PREPOD、BENPAT和BNST标准品配置的标准溶液中各组分的浓度可以计算得到,进而得到各组分峰面积对实际浓度回归的标准曲线,通过萃取方法从环境样品中提取目标污染物后进行GC-MS/MS分析,得到峰面积后即可代入标准曲线得到环境样品中各组分含量。本方法回收率范围在60.5~122%,相对标准偏差(RSD)为1.62~24.0%,仪器检测限最低为为0.02ng/mL(IPDM-AD、S-DPA 1和DTO-DPA)。本工作为复杂工业品污染物的检测提供了新的完整的思路。
附图说明
图1通过FT-ICR-MS检测的质谱图(a)PREPOD、(b)BENPAT和(c)BNST;
图2三种混合物中PREPOD(a)、BENPAT(b)和BNST(c)各组分的比例(%);
图3BLE-75(商业级PREPOD)中PREPOD的肯德里克质量差(a)和PREPOD相关的组分比例分析(b);
图4二苯胺取代物分子结构式(Kow:辛醇-水分配系数;*:EPI预测值);
图5气质定量分析的图谱总离子流量图(TIC;100ng/mL)。
具体实施方式
实施例1
(1)标准品定性分析:取PREPOD、BENPAT和BNST标准品分别进行FT-ICR-MS全扫描分析、GC-MS/MS一二级质谱扫描,分别得到每种标准品的主要组分、各组分的保留时间,通过GC-FID测定各组分峰面积相对于标准品总峰面积的百分数,得到各组分占标准品的质量分数:
利用大气压光电离(APPI+)-傅立叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS;Bruker,Billerica,MA,USA)和GC-MS/MS对PREPOD,BENPAT和BNST的主要成分进行了鉴定(表1),通过使用Agilent-7890A GC系统(Technologies,Foster City,CA,USA)和火焰离子化检测器(FID)接口,用于计算混合物中各峰的相对面积百分比。气相色谱柱使用的是30-m3DB-1HT毛细管柱,内径0.32mm,内膜0.1μm(J&W Scientific,CA,USA)、氢气流速为40mL/min,空气流速为450mL/min,与其他色谱参数与上述的三重四级杆质谱参数设定相同。由于峰面积与浓度(含量)成正比(半定量),根据各组分峰面积相对于标准品总峰面积的比例关系,得到各组分占标准品的质量比例关系(表1)。
首先对100ppm的二苯胺与苯乙烯和2,4,4-三甲基戊烯的反应产物(BNST,CAS:68921-45-9)标准品(市售工业品)通过Agilent-7890A GC(配备Agilent 7693自动进样器)串联Agilent 7000A Triple(GC-EI-MS/MS;Agilent Technologies,Foster City,CA,USA)进行测定。气相色谱柱使用的是30m DB-5MS熔融石英毛细管柱,内径0.25mm,内膜0.25μm(J&W Scientific,CA,USA),采用1μL不分流模式进样,进样口温度为200℃。载气为氦气,纯度>99.99%。氦气淬灭流量为2.25mL/min,氮气碰撞流速为1.5mL/min。设定流速为1.2mL/min,隔垫吹扫流速为3mL/min,三分钟后,气体的流速为20mL/min。在0.8min时,进样脉冲压力40psi;在1.2min,设定吹扫气流流速为50mL/min。柱温升温程序为:80℃保持1min后,以20℃/min的速度升到220℃,然后以5℃/min的速度升到260℃并保持1min,然后以20℃/min的速度升到300℃后保持10min,升到305℃后保持5min。质谱采用EI源,离子源温度为300℃,电子能量为70eV。质谱四级杆温度为150℃,质谱采用的扫描类型为多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)模式,MRM检测离子碎片信息结果如表1所示。
BNST检测色谱图上发现了9个主要的分子离子峰。质核比(m/z)分别为169.0,273.1,281.1,385.2,393.2和497.3。其中质核比为169的分子离子峰为二苯胺(DPA),分子式为C12H11N;质核比273的分子离子峰是苯乙烯化-二苯胺(对位或间位),其分子式为C20H19N,出峰时间分别为12.674min和15.556min(S-DPA1和S-DPA2);质核比281的分子离子峰是叔辛基-二苯胺(对位),其分子式为C20H27N;质核比385的分子离子峰是叔辛基-苯乙烯化-二苯胺(对位或间位),其分子式为C28H35N,出峰时间分别为18.348min,19.437min和22.337min(TOS-DPA1、TOS-DPA2和TOS-DPA3);质核比393的分子离子峰是二叔辛基-二苯胺(对位),其分子式为C28H42N;质核比497的分子离子峰是二叔辛基-苯乙烯化-二苯胺(对位或间位),其分子式为C36H51N。
用同样的方法分别对100ppm的二苯胺与2-丙酮的反应产物(PREPOD,CAS:68412-48-6)标准品(市售工业品)、1,4-苯二胺与苯基及’甲苯基衍生物的反应产物(BENPAT,CAS:68953-84-4)标准品(市售工业品)进行GC-MS一级谱图全扫描分析。
再利用FT-ICR-MS分别检测上述BENPAT、PREPOD和BNST的标准品,PREPOD检测出6个主要组分(图1(a)),BENPAT检测出3个主要组分(图1(b)),BNST检测出9个主要组分,其中包括同分异构体(图1(c))。
通过FT-ICR-MS又检出BNST中两种浓度较低的化合物,分别为二苯乙烯化-二苯胺和二苯乙烯化-叔辛基-二苯胺(图1(c))。二苯乙烯化-二苯胺精确分子量为377.2134,分子式为C28H27N,其结构为对二苯胺环上连接两个取代物(-C8H9);二苯乙烯化-叔辛基-二苯胺精确分子量为489.3379,分子式为C36H43N,其结构为对二苯胺环上连接两个-C8H9和一个-C8H17。
检测商品级的PREPOD(BLE-75)发现另外3种化合物(浓度较低或无相关毒性研究,不作定量分析),分别为:2,2'-(4,4-双N-二苯胺)丙烷(MF:C27H26N2,CAS RN 2980-26-9),2,2-双(9,9-二甲基吖啶)丙烷(MF:C33H34N2)和2-(9,9-二甲基吖啶)-2-(N-苯基苯胺)丙烷(MF:C30H30N2),其精确分子量分别为:378.2091,418.2402和458.2714。由此可知在PREPOD、BENPAT和BNST的“标准品”中存在大量的未知化合物。通过使用气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID;Agilent Technologies,Foster City,CA,USA)确定的峰的相对面积百分比和使用利用大气压光电离(APPI+)-傅立叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS;Bruker,Billerica,MA,USA)分析测量的离子的相对丰度来定量PREPOD,BENPAT和BNST的标准品(图2)。结果显示,利用FT-ICR-MS测定BENPAT中不同成分的比例与FID测定的相似。最终通过GC-FID测定PREPOD,BENPAT和BNST中各物质的比例用于定量分析。通过检测结果发现PREPOD中6种主要化合物和数百种未知的化合物,BNST,BENPAT的检测结果也与之类似。如图3(a)所示,PREPOD(BLE-75)的质谱图中的未知化合物离子峰包含N,N2,NO和N2O等离子峰,相对丰度(%)列于图3(b)中。通过FT-ICR-MS分析显示,PREPOD的标准品中由70%以上的未知化合物组成,BNST的标准品由近30%未知化合物组成,PREPOD、BENPAT和BNST标准品中各组分的比例通过FID量化(校正由FTMS)。
三种混合物质的组分被准确定性为17种二苯胺衍生物:六种PREPOD组分物质(二苯胺(DPA)、异丙基-二苯胺(IP-DPA)、9,10-二甲基吖啶(DM-AD)、异丙基-二甲基吖啶(IPDM-AD)、二异丙基-二苯胺(DIP-DPA)、二异丙基-二甲基吖啶(DIPDM-AD));三种BENPAT组分(N,N'-二苯基对苯二胺(DPPD)、N-苯基-N'-(邻甲苯基)-对苯二胺(PTPD)和N,N'-二(邻甲苯基对苯二胺(DTPD))和八种BNST(除DPA,含同分异构体)组分物质(两种苯乙烯化-二苯胺(S-DPA),异辛基-二苯胺(TO-DPA),三种异辛基-苯乙烯化-二苯胺(TOS-DPA),二异辛基-二苯胺(DTO-DPA)和二异辛基-苯乙烯化-二苯胺(DTOS-DPA))。以上二苯胺取代物分子结构式见图4,气质定量分析的图谱总离子流量图见图5,最终得到的的取代类二苯胺的化合物成分分析和气相质谱定性、定量分析参数见表1。
表1取代类二苯胺的化合物成分分析和气相质谱定性、定量分析
(2)制作标准曲线:配置PREPOD、BENPAT和BNST梯度浓度混合标准溶液,根据各组分占标准品的质量分数,计算出各组分在标准溶液中的实际浓度,使用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)检测分析,根据各组分的保留时间对检出峰进行定性,计算各组分的峰面积,取7~11个检测点,以各组分峰面积对各组分在标准溶液中的实际浓度进行线性回归并得到标准曲线。
将标准品PREPOD,BENPAT和BNST等质量混合,配置每种标准品总浓度由低到高(0.2~500ng/mL,浓度梯度为0.2、0.5、1、2、5、10、20、50、100、200、500ng/mL)混合标准液,根据步骤(1)得到的各组分占标准品的质量分数(表1),计算出各组分在标准液中的实际浓度。对标准液进行Agilent-7890A GC(配备Agilent 7693自动进样器)串联Agilent7000A(GC-EI-MS/MS;Agilent Technologies,Foster City,CA,USA)进行测定。气相色谱柱使用的是30-m DB-5MS熔融石英毛细管柱,内径0.25mm,内膜0.25μm(J&W Scientific,CA,USA),采用1μL进样不分流模式,进样口温度为200℃。载气为氦气和氮气,纯度>99.99%。氦气流量为2.25mL/min氮气为1.5mL/min。设定流速为1.2mL/min,隔垫吹扫流速为3mL/min,三分钟后,保护气体的流速为20mL/min。在0.8min,进样脉冲压力40psi;在1.2min,设定吹扫气流流速为50mL/min。柱温升温程序为:80℃保持1min后,以20℃/min的速度升到220℃,然后以5℃/min的速度升到260℃并保持1min,然后以20℃/min的速度升到300℃后保持10min,升到305℃后保持5min。质谱采用EI源,源温度为300℃,电子能量为70eV。质谱四级杆温度为150℃,质谱采用的是扫描式多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)模式。利用表1中的保留时间对测定检出峰进行定性,计算峰面积,以各组分峰面积对各组分在标准溶液中的实际浓度进行线性回归并得到标准曲线(表2)。
所得标准曲线为:
表2回归方程及检出限
(3)样品预处理:对活性污泥或沉积物样品中的PREPOD、BENPAT或BNST采用震荡萃取或固液萃取等预处理方法进行萃取,然后浓缩、纯化,再浓缩得到分析样品装瓶备用;对废水(进水、出水)进行液液萃取后浓缩,纯化后再浓缩得到分析样品装瓶备用;所述固体样品萃取溶剂为正己烷/丙酮混合溶剂(1:1;V/V),液体样品萃取溶剂为二氯甲烷;所述纯化,步骤为:将样品通过5%灭活的硅胶柱进行纯化,使用正己烷/乙酸乙酯(1:1,V/V)溶剂作为洗脱溶剂。
取加拿大8个污水处理厂的16个废水样品(8个进水样品和8个出水样品),每个样品做3组平行,每个污水样品300mL(进水)或1L(出水),0.1g活性污泥(湿重)或1g沉积物(湿重),加入100ng C13-DPA作为代标指示剂,分别进行萃取然后萃取液经浓缩后通过一个10g硅胶柱(5%灭活)进行纯化,使用45mL正己烷/乙酸乙酯(1:1,V/V)作为洗脱溶剂进行洗脱收集并浓缩至1mL装瓶,得到待测样品。
(4)分析样品检测:使用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得分析样品进行检测分析,根据各组分保留时间对检出峰进行定性,然后计算得到各组分峰面积,将各组分的峰面积分别代入各自的标准曲线方程,得到各组分在分析样品中的实际浓度,根据质量=浓度*体积,计算得到各组分在分析样品中的实际含量,即各组分在步骤(3)中的废水、活性污泥或沉积物样品中的实际含量,进一步计算得到各组分占废水、活性污泥或沉积物样品的浓度数值。
具体的:
a)回收率计算:使用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得C13-DPA(代标指示物)进行监测分析,气相色谱柱使用的是30-m DB-5MS熔融石英毛细管柱,内径0.25mm,内膜0.25μm(J&W Scientific,CA,USA),采用1μL进样不分流模式,进样口温度为200℃。载气为氦气和氮气,纯度>99.99%。氦气流量为2.25mL/min氮气为1.5mL/min。设定流速为1.2mL/min,隔垫吹扫流速为3mL/min,三分钟后,保护气体的流速为20mL/min。在0.8min,进样脉冲压力40psi;在1.2min,设定吹扫气流流速为50mL/min。柱温升温程序为:80℃保持1min后,以20℃/min的速度升到220℃,然后以5℃/min的速度升到260℃并保持1min,然后以20℃/min的速度升到300℃后保持10min,升到305℃后保持5min。质谱采用EI源,源温度为300℃,电子能量为70eV。质谱四级杆温度为150℃,质谱采用的是扫描式多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)模式。计算得到C13-DPA的峰面积,将峰面积代入步骤(2)所得C13-DPA标准曲线方程,得到C13-DPA在分析样品中的浓度,此浓度乘以分析样品的最终体积,得到C13-DPA在分析样品后所剩的含量m’,C13-DPA在分析样品回收前的加入含量设为m,样品预处理方法的代标C13-DPA回收率为m’/m*100%,经计算为97.9%;用同样的方法计算基质加标的回收率,所得数值范围为60.5~122%。
b)使用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得废水样品的分析样品进行监测分析,气相色谱柱使用的是30-m DB-5MS熔融石英毛细管柱,内径0.25mm,内膜0.25μm(J&W Scientific,CA,USA),采用1μL进样不分流模式,进样口温度为200℃。载气为氦气和氮气,纯度>99.99%。氦气流量为2.25mL/min氮气为1.5mL/min。设定流速为1.2mL/min,隔垫吹扫流速为3mL/min,三分钟后,保护气体的流速为20mL/min。在0.8min,进样脉冲压力40psi;在1.2min,设定吹扫气流流速为50mL/min。柱温升温程序为:80℃保持1min后,以20℃/min的速度升到220℃,然后以5℃/min的速度升到260℃并保持1min,然后以20℃/min的速度升到300℃后保持10min,升到305℃后保持5min。质谱采用EI源,源温度为300℃,电子能量为70eV。质谱四级杆温度为150℃,质谱采用的是扫描式多反应监测(multiplereaction monitoring,MRM)模式。计算得到其中一种化合物DPA的峰面积,将峰面积代入步骤(2)所得DPA标准曲线方程,得到DPA在分析样品中的浓度,此浓度乘以分析样品的定容体积得到DPA在样品中的含量n,n除以废水、活性污泥或沉积物样品原始体积得到DPA在样品中的浓度,三组平行所得浓度取平均值得到DPA在该样品中的浓度。
采用同样的方法检测和计算8个进水口样品、8个出水口样品、5个活性污泥样品和9个沉积物样品中各种化合物浓度,结果见表3。
表3进、出水样品(单位:ng/L),活性污泥样品(单位:ng/g,湿重)和沉积物样品(单位:ng,湿重)中二苯胺及其衍生物浓度含量
(x/y)表示在y个样品的检测中,有x个样品中检出。BLD:低于检测限。
上述预处理方法回收率为60.5~122%,相对标准偏差(RSD)为1.62~24.0%,PREPOD、BENPAT、BNST的标准曲线线性拟合较好,拟合系数大于0.9988,通过空白实验扣除了样品在实验过程中的污染,使实验结果更加准确可靠。该方法适用于污水、活性污泥和沉积物样品的分析,实际污水进、出水和污泥样品中所有二苯胺衍生物总浓度分别58.3-72ng/L,1.48-27.1ng/L和226~1202ng/g(干重)(中位数:104,4.69ng/L和278ng/g干重)。
Claims (7)
1.一种检测环境中BNST类污染物的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)标准品定性分析:取BNST标准品进行FT-ICR-MS全扫描分析、GC-MS/MS一二级质谱扫描,得到标准品的主要组分,通过GC-FID测定各组分占标准品的质量分数;
(2)制作标准曲线:配置BNST梯度浓度标准溶液,根据各组分占标准品的质量分数,计算出各组分在标准溶液中的实际浓度,使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)检测分析,计算各组分的峰面积,以各组分峰面积对各组分在标准溶液中的实际浓度进行线性回归并得到标准曲线;
(3)样品预处理:对废水、活性污泥或沉积物样品中的BNST进行萃取净化得到分析样品装瓶备用;
(4)分析样品检测:使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得分析样品进行检测分析,计算得到各组分峰面积,将各组分的峰面积分别代入各自的标准曲线方程,得到各组分在分析样品中的实际浓度,进一步计算得到各组分在分析样品中的实际含量、各组分在废水、活性污泥或沉积物样品中的浓度;
上述方法可以按(1)、(2)、(3)、(4)的顺序进行,也可以按(3)、(1)、(2)、(4)的顺序进行;
GC-FID条件:3DB-1HT毛细管柱,30m-0.32-mm-0.1μm,氢气流速为40mL/min,空气流速为450mL/min,载气为氦气,柱温升温程序为:80℃保持1min后,以20℃/min的速度升到220℃,然后以5℃/min的速度升到260℃并保持1min,然后以20℃/min的速度升到300℃后保持10min,升到305℃后保持5min;
GC-MS/MS条件:DB-5MS熔融石英毛细管柱,30m-0.25mm-0.25μm,载气为氦气,柱温升温程序为:80℃保持1min后,以20℃/min的速度升到220℃,然后以5℃/min的速度升到260℃并保持1min,然后以20℃/min的速度升到300℃后保持10min,升到305℃后保持5min;质谱采用EI源,离子源温度为300℃,电子能量为70eV;质谱四级杆温度为150℃,质谱采用的扫描类型为多反应监测模式;
步骤(3)所述样品萃取净化具体为:对活性污泥或沉积物样品中的BNST采用震荡萃取或固液萃取,萃取后浓缩,纯化,再浓缩得到分析样品装瓶备用;废水采用液液萃取后浓缩,纯化后再浓缩得到分析样品装瓶备用;萃取污泥和沉积物的溶剂为体积比为1:1的正己烷/丙酮,萃取污水的溶剂为二氯甲烷;所述纯化步骤为:将样品通过5%灭活的硅胶柱进行纯化,使用体积比为1:1的正己烷/乙酸乙醋作为洗脱溶剂。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)具体为:标准品定性分析:取BNST标准品进行FT-ICR-MS全扫描分析、GC-MS/MS一二级质谱扫描,得到标准品的主要组分、各组分的保留时间,通过GC-FID测定各组分峰面积相对于标准品总峰面积的百分数,得到各组分占标准品的质量分数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)具体为:制作标准曲线:配置BNST梯度浓度标准溶液,根据各组分占标准品的质量分数,计算出各组分在标准溶液中的实际浓度,使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)检测分析,根据各组分的保留时间对检出峰进行定性,计算各组分的峰面积,取7~11个检测点,以各组分峰面积对各组分在标准溶液中的实际浓度进行线性回归并得到标准曲线。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(3)具体为:样品预处理:对活性污泥或沉积物样品中的BNST采用液液萃取、震荡萃取或固液萃取方法进行萃取,萃取后浓缩,纯化,再浓缩得到分析样品装瓶备用;对废水采用液液萃取后浓缩,纯化后再浓缩得到分析样品装瓶备用。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(3)所述萃取,萃取污泥和沉积物的溶剂为正己烷/丙酮混合溶剂,正己烷与丙酮体积比为1:1,萃取污水的溶剂为二氯甲烷。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤(3)所述纯化,步骤为:将样品通过5%灭活的硅胶柱进行纯化,使用正己烷/乙酸乙酯溶剂作为洗脱溶剂,正己烷与乙酸乙酯的体积比为1:1。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(4)具体为:分析样品检测:使用气相色谱-串联三重四级杆质谱(GC-MS/MS)对步骤(3)所得分析样品进行检测分析,根据各组分保留时间对检出峰进行定性,然后计算得到各组分峰面积,将各组分的峰面积分别代入各自的标准曲线方程,得到各组分在分析样品中的实际浓度,根据质量=浓度*体积,计算得到各组分在分析样品中的实际含量,即各组分在步骤(3)中的废水、活性污泥或沉积物样品中的实际含量,进一步计算得到各组分在废水、活性污泥或沉积物样品中的浓度。
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