废水中二噁英的净化 — 凝胶渗透色谱

2019-02-20 01:20:13, 董雪北京普立泰科仪器有限公司

前言

二噁英(Dioxin)，又称二氧杂芑(qǐ)，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，二噁英实际上是二噁英类（Dioxins）一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物。二噁英包括210种化合物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累，对人体危害严重。其中以2，3，7，8 - 四氯代二苯 - 并 - 对二噁英毒性最强。

其实，我们实验室平时检测二噁英只用检测有代表性的重点是有毒性的二噁英含量，然后用毒性当量来表示最后的结果。本文主要介绍的是，采用复合硅胶柱-活性炭柱-凝胶净化来作为样品前处理手段，分析废水样品中15种二噁英含量。

废水样品经过提取之后的萃取液中，除了二噁英之外，还含有各种有机和无机的干扰物。包括脂类、天然色素、多环芳烃类及有机、无机酸等。这些干扰物会严重干扰目标物二噁英的分析，如果直接把不经过净化的样品送入分析仪器中，不仅无法得到准确的分析检测结果，还会污染昂贵的分析仪器。因此，我们需要想办法除去这些干扰物。目前实验室普遍采用的是酸性硅胶柱-复合硅胶柱-活性炭柱净化的方法来处理样品，但针对较复杂的样品基质，这种处理方法显然是不够的。因此，这次将凝胶净化的处理方法加进前处理，以除去样品中油脂类、腐殖酸、色素等等干扰物。

全自动凝胶净化色谱 PrepLinc-GPC

实验试剂及仪器

2.1实验试剂及配制

溶剂（农残级）：乙酸乙酯、环己烷、正己烷

标准品：绝对量在10pg-100pg的15种二噁英标准品

混合标准品的配制：将标准品溶于6毫升正己烷溶剂中待用

样品准备：实验室自采废水样品

2.2 实验仪器

凝胶净化设备： PrepLinc Platform GPC全自动样品前处理平台（美国J2 Scientific公司），标准凝胶净化柱；

沃特世公司： AutoSpec Premier高分辨磁质谱气质联用仪

实验过程

3.1凝胶净化条件的调试

3.1.1运行单玉米油（0.5ml玉米油定容至10ml），GPC的UV图如下：

3.1.2 运行二噁英的混标，仪器检测器出图如下：

因二噁英类目标物在紫外检测器上不出峰，因此从谱图无法确定收集时间，故采用分段收集的方法来确定。出现倒峰的原因为溶剂采用了正己烷。因二噁英前处理过程较复杂，此处未进行溶剂转换，以免带来损失。

3.1.3 凝胶净化收集时间的确定

参考其他实验室的经验值，在特定收集时间进行分段收集处理（需知具体时间的可再进行咨询），得到的实验数据如下表1，进样前加入进样内标。根据实验结果，以及考虑杂质的影响，确定最终收集时间。

3.2 样品加标测试

实际废水样品经过提取后的萃取液，加入15种标准品，经过硅胶柱、活性炭柱净化后浓缩。取两份平行样，一份不经过凝胶净化直接上机测试，得到如图2的谱图；另一份稀释至6毫升，进入凝胶净化之后浓缩上机测试，得到如图3的谱图，得到的回收率数据如表2。

图2 未经过凝胶净化的某一段的质谱图

图3 经过凝胶净化后相同段的质谱图

结论部分

对比图2和图3的质谱图可得出以下结论，虽然经过了硅胶柱和活性炭柱的净化过程，但样品中的杂质干扰还是非常明显的，而经过了凝胶净化处理后，净化效果显著，杂质干扰非常小，目标物出峰明显易辨识，且回收率也在实验要求范围内。此回收率结果还未排除在柱净化及浓缩过程中可能存在的损失量。因此，将凝胶净化加入到二噁英样品前处理过程中是非常有必要的。

凝胶渗透色谱作为一种新的净化方法和技术，与传统的硫酸磺化净化相比较，可避免目标物的损失，且净化效果更好。美国J2公司的GPC净化，采用直接进样有单独的清洗泵，样品不与泵直接接触，采用三层夹泡式进样，在保证净化效果的同时避免交叉污染，保证批量处理样品的高效率。另外，不受定量环制约的任意体积进样方式，保证了痕量样品也能完全进入系统，实验方法更灵活。