固相微萃取-气质联用(SPME-GC-MS)测定海河水中痕量有机锡
 

                    固相微萃取-气质联用(SPME-GC-MS)测定
                               海河水中痕量有机锡
                            崔连艳1, 刘绍从*2, 吕 刚2
  (1. 广西大学化学化工学院,广西南宁 530004;2. 天津出入境检验检疫局,天津300042.)


摘要:采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术测定了天津海河水中六种不同形态有机锡含量。样品用浓度为2.0%的四乙基硼化钠(NaBEt4)进行衍生化处理,用固相微萃取富集后,进气质联用仪分析。固相微萃取条件:萃取纤维,PDMS/DVB;萃取温度50℃;萃取时间30min;缓冲溶液pH值4.0;解析温度260℃;解析时间2min。
关键词:顶空固相微萃取;有机锡;气质联用
    有机锡化合物广泛应用于杀虫、杀菌剂、催化剂、海洋船舶防污涂料和PVC稳定剂,是目前引入海洋环境中毒性最大的物质之一。在水环境中ng/L级含量的有机锡就能对敏感生物产生毒性影响。因此高选择性、高灵敏度和低检出限的分析方法是对有机锡污染状况、环境行为、生态毒理等问题研究的基础。固相微萃取(SPME)是20世纪90年代初提出并发展起来的样品前处理技术[1],它具有快速、灵敏、方便、无溶剂及易于自动化等优点,已经广泛的用于有机锡的测定[2]。本文研究了固相微萃取-气质联用技术同时测定六种不同形态有机锡的方法。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂

    气相色谱质谱联用仪,6890N/5973N(美国Agilent公司);固相微萃取装置(Supelco公司);萃取纤维,PDMS(100μm)和PDMS/DVB(65μm)(Supelco公司)。
    一丁基三氯化锡、二丁基二氯化锡、三丁基一氯化锡、三甲基一氯化锡、一苯基三氯化锡,三苯基一氯化锡:优级纯;四乙基硼化钠(NaBEt4)、无水醋酸钠:分析纯;冰醋酸、甲醇,色谱纯;实验用水为超纯水。
1.2 溶液配制
1.2.1 标准溶液 分别称取一定量有机锡标准物(精确至0.1mg)于100mL容量瓶,甲醇溶解并定容,得1000mg/L有机锡标准溶液,于黑暗处-30℃储藏,使用前用甲醇稀释。
1.2.2 衍生化试剂 参照文献[3]方法,在氮气氛下配成2.0%(w/v)的NaBEt4/四氢峡喃溶液。

1.3 实验条件
1.3.1 气相色谱条件 色谱柱:HP-5 毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);柱温:50℃(4min) 30℃/min 270℃(7min);进样方式:不分流进样;进样口温度:260℃;载气:氦气(99.999%),流速:1.0 mL/min。
1.3.2 质谱条件 电子轰击电离源(EI);电离能量:70eV;测定方式:选择离子扫描(SIM);溶剂延迟2.5min。
1.3.3 固相微萃取条件 向40mL顶空瓶中加入0.5mL海河水(或标准溶液)、3.5mL HAc-CH3COONa缓冲溶液、1.0mL衍生化试剂,放入50℃的恒温水浴中,磁力搅拌,顶空固相微萃取30min后立即插入色谱汽化室,进行GC-MS分析,用外标法定量。典型总离子流图见图1。

2 结果与讨论
2.1 固相微萃取分析条件

2.1.1 萃取方式 SPME 的萃取模式主要有浸入式和顶空式两种。三苯基锡浸入式萃取效果较好,但其它五种有机锡顶空式萃取效果较好。本文选择顶空萃取,它具有重复性好,检出限低等优点。
2.1.2 萃取纤维 分别选用商用聚二甲基硅氧烷PDMS[4](100μm)和聚二甲基硅氧烷/二乙烯苯PDMS/DVB(65μm)两种纤维。,在相同的实验条件进行实验比较,PDMS/DVB纤维更适合同时分离三甲基锡,丁基锡和苯基锡,其有使用寿命长,溶剂耐受性强等优点。
2.1.3 萃取温度 其他条件一定,试验研究了温度对萃取量影响(图2),结果表明,50℃时萃取效果较佳。

2.1.4 萃取时间 其他条件一定,试验研究了时间对萃取量影响(图3)。三甲基锡、一丁、二丁、三丁基锡和一苯基锡,在30min内依次达到吸附平衡。此后,三苯基锡萃取量随时间稍有增加。考虑到非平衡态下也能做到定量分析[5],我们确定萃取时间为30min。
2.1.5 pH值和盐度 在测定的酸度范围内,三甲基锡和三苯基锡的萃取量变化不大,而三种丁基锡和一苯基锡的萃取对酸度较为敏感。用缓冲溶液将样液调至pH 3~6,考查酸度对萃取的影响。结果表明pH为4.0效果最佳。测定样品在盐度上有一定差别,试验研究表明,用pH=4.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液配制样品,盐度差异的影响可忽略。
2.1.6 衍生化试剂用量 NaBEt4用量对萃取效率有一定影响[6],本文考查了2%(w/v)衍生化试剂体积(V1)与浓度20μg/L样品体积(V2)比对萃取效果的影响,V1/V2=2/1时萃取效果最佳。
2.2 方法的线性范围、精密度、检出限
    在上述优化条件下,进行方法线性范围、检出限、精密度的测定。6种有机锡的线性回归方程、线性相关系数、线性范围、检出限、RSD见表1。
3 海水样品分析
    实际水样的分析,取样点:(1)海河北安桥附近游船处;(2)海河天津渤海入口处;(3)纪庄污水处理厂出口处。样品实验结果列于表2。
4 结论: HS-SPME-GC-MS同时测定六种有机锡的分析方法,具有高灵敏度,宽线性范围的特点。实验结果表明海河淡水域已发现丁基锡、苯基锡的存在,污水在处理前后均未检出有机锡化合物,在渤海入口处丁基锡类含量比较高。

参考文献:
[1] Belardi R G, Pawliszyn J. Water Pollut .Res. J. Can, 1989, 24 :179
[2] 雷瓒, 黄长江. 分析测试学报, 2003, 22(2): 28-30
[3] M. Azenha, M.T. Yasconcelos. Analytica Chimica Acta, 2002, 458:231-239
[4] JIANG Gui-bin, ZHOU Qun-fang, LIU Ji-yan, et al. Environment Pollution, 2001, 115:81-87
[5] JIU Ai. Anal. Chem, 1997, 69:1230-1236
[6] CHOU Chi-Chi, LEE Maw-Rong. Journal of Chromatography A, 2005, 1064:1-8

 

Determination of Organotins in Haihe river using headspace solid-phase microextraction (SPME-GC-MS)
                    CUI Lian-yan1, LIU Shao-cong *2, LV Gang 2
(1. Institute of Chemistry and Chemical Engineering,Guangxi University,Nanning 530004
2.Tianjin Entry-Exit Inspection and Quraantine Bureau, Tianjin 300042.)


Abstract: This investigation evaluates headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)to determine trace levels of six organotins in Haihe river. The organotins were adsorbed on a PDMS/DVB coated fused silica fiber. The SPME experimental procedures to extract organotins in water were at pH 4.0, with extraction and derivatization simultaneously at 50 ℃for 30 min in a 2.0% sodium tetraethylborate solution and desorption in the splitless injection port of the GC at 260℃ for 2 min.


Key words: Headspace solid-phase microextraction(HS-SPME); Organotins; GC-MS




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