水体酚类污染物检测新方法的建立及应用

发布时间：2018-10-18 13:01

【摘要】：环境水体中普遍存在酚类化合物的污染,危害人类健康,样品前处理技术是监测污染状况的关键。本文选取我国优先控制污染物黑名单中的的6种酚类物质(苯酚、3-甲酚、4-硝基酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚)和3种典型的酚类环境雌激素(双酚A、辛基酚、壬基酚)作为目标物,基于功能化纳米纤维的膜固相萃取,建立了环境水样酚类污染物的检测新方法,并应用新方法检测了太湖16条主要入湖河流和6个湖体采样点中9种酚类目标物。研究内容包括以下三个部分：一、最佳固相萃取纳米纤维膜的选择比较了羧基、聚吡咯、肼基3种功能基团修饰的聚丙烯腈纳米纤维和未修饰的聚丙烯腈纳米纤维对9种酚类目标物的萃取效果,选择吸附效果最好的肼基作为修饰功能基团,制备了带多孔形貌的肼基修饰的聚丙烯腈纳米纤维(Hydrazine modified Polyacrylonitrile nanofibers, HM-PAN NFs)。对制备条件和膜组合方式进行优化,最终确定致孔剂的添加条件为聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮/二甲基甲酰胺为10/10/90,水合肼反应时间为3.5h和5.5h制得的多孔HM-PANs按质量比接近3：1的比例进行组合作为吸附剂,此时,9种酚类目标物的吸附率达92.2%-100.0%,(RSD为0.0%-7.8%,n=3)。采用扫描电镜观察NFs的表面形貌,可观察到纤维表面的多孔结构和树皮状突起,多孔HM-PAN NFs的直径约为300nmm。红外光谱法表征结果表明：多孔HM-PAN NFs中成功引入氨基,且新增氨基的含量随着反应时间的延长而增加；多孔HM-PAN NFs吸附9种酚类物质后的红外谱图在3500-3200cm-1处新增强吸收峰,提示纤维上氨基和酚类化合物上的羟基的形成了分子间氢键作用。二、基于多孔HM-PAN NFs固相萃取的环境水样中9种酚类化合物检测方法的建立建立了环境水样中9种酚类目标物的基于多孔HM-PAN NFs膜固相萃取、超高效液相色谱分离串联质谱检测的分析方法(苯酚采用高效液相色谱-二极管阵列检测法),并对影响萃取效率的重要参数进行考察并优化。在最佳固相萃取条件下,9种酚类目标物的方法检出限分别为苯酚(0.50ng/mL)、4-硝基酚(0.030ng/mL)、3-甲酚(0.03ng/mL)、2,4-二氯酚(0.30ng/mL)、2,4,6-三氯酚(0.30ng/mL)、五氯酚(0.030ng/mL)、辛基酚(0.030ng/mL)、壬基酚(0.10ng/mL)、双酚A (0.10ng/mL).对环境水样进行了加标回收率实验,结果表明9种酚类物质的方法回收率为82.4%～111.4%(RSD为3.7%～11.6%,n=6),具有良好的准确度和精密度。与文献方法相比,本方法的SPE过程仅需9.0mg SPE介质、1.5mL有机溶剂用量,检出限(0.030ng/mL-0.50ng/mL)更低,且解决了萃取了苯酚的难题,使苯酚的回收率达95.7%-106.7%(RSD为4.8%-11.2%,n=6)。三、方法应用：太湖入湖河流和湖体中9种酚类化合物浓度水平分析监测了9种酚类化合物在太湖水体和入湖河流22个采样点中的浓度水平。结果表明：总酚浓度最高的3个采样点位于直湖港(47.69 ng/mL)、望虞河大桥(38.29 ng/mL)和南宅浜桥(32.34 ng/mL)。9种酚类化合物中,苯酚的检出率最高(81.8%),其次为双酚A(54.5%)、3-甲酚(54.5%)、2,4,6-三氯酚(40.9%)、2,4-二氯酚(31.8%)、辛基酚(13.6%)、五氯酚(0.045%)、4-硝基酚(0.045%)和壬基酚(0.0%)。除苯酚外,其余目标物的检出水平较低,均未超过国家标准限值。根据地表水环境质量标准(GB3838-2002)中对挥发酚(以苯酚计)的规定,本次22个采样点中水质主要为Ⅳ类(占18.2%)和V类(占59.1%)。本方法与标准方法(CJ/T 146-2001)相比,所用SPE介质和有机溶剂的量明显降低。本方法只需上样10.0mL, SPE过程更简便快速,且对9种酚类化合物的检出限(0.030-0.50ng/mL)低于标准方法,满足实际水样监测的要求。应用本方法和标准方法测定相同环境水样时的结果显示差别无统计学意义(P0.05),具有较好的一致性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R123

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