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气相色谱质谱法测定水、土壤、沉积物和污泥中含氯除草剂

memory光阴

2021/11/30
菜鸟分析队

私聊

气质联用（GCMS）

1.? Scope范围

本标准操作规程规定了含氯除草剂的气相色谱-质谱检测方法。

本标准操作规程适用于水中19种含氯除草剂，土壤中18种除草剂（不包含地乐酚）的检测。

19种除草剂和其报告限列于下表中。

序号	中文名称	英文名称	CAS No. CAS号	报告限
序号	中文名称	英文名称	CAS No. CAS号	水(μg/L)	土壤 (mg/kg)
1	麦草畏	Dicamba	1918-00-9	0.5	0.2
2	2-甲基-4氯戊氧基丙酸	Mecoprop(MCPP)	93-65-2	0.5	0.2
3	2-甲基-4氯苯氧乙酸	MCPA	94-74-6	0.5	0.2
4	2，4-滴丙酸	Dichlorprop(2,4-DP)	120-36-5	0.5	0.2
5	2，4-二氯苯氧丙酸	2,4-D	94-75-7	0.5	0.2
6	三氯苯氧丙酸	2,4,5-TP(Silvex)	93-72-1	0.5	0.2
7	2，4，5-涕	2,4,5-T	93-76-5	0.5	0.2
8	地乐酚	Dinoseb	88-85-7	0.5	---
9	4-二氯苯氧丁酸	2,4-DB	94-82-6	0.5	0.2
10	毒莠定	Picloram	1918-02-1	0.5	0.2
11	碘草腈	Ioxynil	1689-83-4	0.5	0.2
12	二氯吡啶酸	Clopyralid(Lontrel)	1702-17-6	0.5	0.2
13	2-甲-4-氯丁酸	MCPB	94-81-5	0.5	0.2
14	4-氯苯氧基乙酸	4-chlorophenoxy acetic acid (4-CPA)	122-88-3	0.5	0.2
15	2，6-二氯苯氧乙酸	2,6-D	575-90-6	0.5	0.2
16	氟草烟	Fluroxypyr	69377-81-7	0.5	0.2
17	溴苯腈	Bromoxynil(Brominal)	1689-84-5	0.5	0.2
18	三苯基三嗪	2,4,6-T	493-77-6	0.5	0.2
19	绿草定	Triclopyr	55335-06-3	0.5	0.2

2.? 原理

试样中的除草剂用有机溶剂提取，经三甲基硅烷化重氮甲烷衍生后，用GC-MS检测，外标法定量。

3.? 标样与试剂

3.1实验室使用的水均为超纯水

3.2甲苯：农残级

3.3丙酮：农残级

3.4甲醇：农残级

3.5 乙醚：农残级，确保其中不含用过氧化物。

3.6苯：农残级

3.7氯化钠：分析纯

将硫酸钠置于马弗炉中于400℃下烘4小时。

3.8浓硫酸：分析纯

3.9浓盐酸：分析纯

3.10 硫酸钠（分析纯，颗粒，酸化处理，无水）：

将硫酸钠置于马弗炉中于400℃下烘4小时。

硫酸钠的酸化处理：将100 g上述操作所得硫酸钠，用乙醚刚好浸没，再加入100 μL浓硫酸彻底混匀。用旋转蒸发仪去除乙醚，取出1 g固体，加入5 mL超纯水，用pH计测量pH值，确保pH小于4。剩余固体于烘箱中130 ℃下保存待用。

3.11 三甲基硅烷化重氮甲烷（2.0 mol/L正已烷溶液）：CAS号18107-18-1，百灵威

3.12 硫酸溶液：12 N

准确移取160 mL浓硫酸，缓慢加至250 mL水中并搅拌均匀。待冷却后用水定容至500 mL。

3.13 盐酸：0.1M

准确移取9 mL浓盐酸，缓慢加至950 mL水中并搅拌均匀，用水定容至1000 mL。

3.14 苯-甲醇（8：2）溶液：80 mL苯与20 mL甲醇混合均匀

3.15标准物质

序号	名称	CAS 号	纯度（%）	品牌
1	麦草畏	1918-00-9	99.4	Fluka
2	2-甲基-4氯戊氧基丙酸	93-65-2	98.7	Dr.E
3	2-甲基-4氯苯氧乙酸	94-74-6	98.8	Herbicide
4	2，4-滴丙酸	120-36-5	99.5	Dr.E
5	2，4-二氯苯氧丙酸	94-75-7	99	Dr.E
6	三氯苯氧丙酸	93-72-1	97	Dr.E
7	2，4，5-涕	93-76-5	98	Dr.E
8	地乐酚	88-85-7	93	Dr.E
9	4-二氯苯氧丁酸	94-82-6	99.9	Fluka
10	毒莠定	1918-02-1	99	Dr.E
11	碘草腈	1689-83-4	99.2	Dr.E
12	二氟吡啶酸	1702-17-6	98.7	Fluka
13	2-甲-4-氯丁酸	94-81-5	99.5	Dr.E
14	4-氯苯氧基乙酸	122-88-3	99.9	Riedel-deHaen
15	2，6-二氯苯氧乙酸	575-90-6	99.2	Dr.E
16	氟草烟	69377-81-7	99.2	Riedel-deHaen
17	溴苯腈	1689-84-5	99.6	Fluka
18	三苯基三嗪	493-77-6	99	Dr.E
19	绿草定	55335-06-3	99.5	Dr.E

3.16 标准贮备溶液（1000 mg/L）的配制

称取除草剂标准物质各10 mg（精确到0.1 mg）分别置于不同的10 mL的容量瓶中，用丙酮溶解并定容到10 mL，得到标准储备溶液的浓度均为1000 mg/L。标准贮备溶液储存在-18 ℃的冰箱中。

3.17 标准工作溶液（10 mg/L）的配制

分别准确移取除草剂标准贮备溶液各100 μL于同一个10 mL棕色容量瓶中，用丙酮稀释至刻度并混合均匀。该标准工作溶液中，各除草剂物质的浓度均为10 mg/L。该标准工作溶液于-18 ℃保存，有效期为3个月。

3.18 甲酯化标准溶液的制备（0.5 mg/L、1.5 mg/L 和 5.0 mg/L）

准确移取50 μL、 150 μL和500 μL标准工作溶液分别置于3个20 mL顶空瓶中，按步骤5.5.5和5.6浓缩和衍生。

甲酯化标准溶液须临用现配。

3.19 标准校正溶液的配制

准确移取适量标准工作溶液（使其与样品中目标物的浓度相近）于样品提取用溶剂中（对于水样是乙醚，对于土样是乙醚和丙酮混合溶液（8:2）），干燥过夜，按步骤6.3~6.4浓缩与衍生。标准校正溶液须临用现配。

4.? 仪器设备

4.1? 气相色谱-质谱仪：安捷伦 6890气相色谱/ 5970质谱仪（或其它类似仪器）

4.2? K-D浓缩器

4.3? 氮吹仪

4.4? 涡旋混合仪

4.5? 移液器：10 μL、100 μL、200 μL、1 mL、5 mL、10 mL

4.6? 分析天平：梅特勒-托利多（精确至0.0001 g）

4.7? 棕色容量瓶：1 mL、10 mL

4.8? 烧杯：1 L

4.9? 漏斗

4.10? 分液漏斗：2 L

4.11? 锥形瓶：500 mL

4.12? 棕色旋口顶空瓶：20 mL

4.13? Zeolite沸石

4.14? Water bath水浴锅

4.15? Graduated flask: 1 L 量筒：1 L

4.16? pH meter pH 计

4.17? Acid pH paper酸性pH试纸

4.18? Shaker：IKA KS501D振荡器：IKA KS501D

4.19? Centrifugal machine:Eppenderf 5804R 离心机：Eppenderf 5804R

4.20? Filter paper: qualitative filter paper滤纸：定性滤纸

5.? Sample Preparation and Storing试样制备和保存

5.1? Soil must be mixed well 土壤要混合均匀

5.2? 提取物须冷藏（4 ℃）避光保存。

5.3? 水样的提取

5.3.1 用量筒量取1 L样品至2 L的分液漏斗中，加入250 g 氯化钠（3.7），密封振荡使氯化钠完全溶解。

5.3.2 加入12 N硫酸（3.12）17 mL摇匀。用pH试纸检查溶液pH值。用上述硫酸溶液调节pH小于或等于2.0。

5.3.3 向样品中加入120 mL的乙醚，密闭后剧烈振摇10 min，期间定期泄压。静置至少10min以使有机相和水相分离。如果乳化层超过总溶液体积的三分之一，须使用一些技术，如搅拌、玻璃毛过滤、离心或其它物理方法，使两相完全分离。

5.3.4 转移水相到1 L的烧杯中，收集乙醚相到装有20 g酸化的无水硫酸钠（3.10）的500 mL锥形瓶中，定期振摇确保有机溶液干燥。

5.3.5 将水相倒回分液漏斗中，用乙醚重复提取3次（5.3.3-5.3.4），每次加入乙醚60 mL。合并乙醚相于上述的500 mL锥形瓶中，用酸化的无水硫酸钠振摇干燥2小时以上。

5.4? 土壤样品的提取

5.4.1 称取适量样品于500 mL三角锥形瓶中，使其量折算成样品干重为50 g。加入20 mL的0.1 M的盐酸溶液充分混匀酸化样品。再用浓盐酸调节至pH小于或等于2，监测pH的变化15分钟，如果pH不是小于或者等于2，再加入浓盐酸，直到pH稳定的小于或者等于2.为止。

5.4.2 加入20 mL丙酮到上述三角锥形瓶中，于振荡器上200 r/min 振摇20 min。加入80 mL乙醚同前述操作再振摇20 min。轻轻的转移出提取液到1 L的分液漏斗中。

5.4.3 再重复5.4.2操作两次，每次振摇15 min，倾出提取液到5.4.2中的1 L的分液漏斗中。

5.4.4三次提取以后，如果收集的提取液体积不到加入体积的75 %，要在按照6.2.3再提取一次。

5.4.5用60 mL乙醚分三次清洗三角瓶中的样品，再加入20 mL丙酮，涡旋1 min，转移到100 mL的离心管中，8000转/每分钟离心分离10分钟，合并上层有机液到上述1 L的分液漏斗中。再用30 mL乙醚洗涤锥形瓶中的样品三次，合并有机层到上述1 L分液漏斗中。

5.4.6 加入0.1 M的盐酸溶液100 mL到装有提取液的1 L分液漏斗中，检测提取液的pH值，如果大于2，加浓盐酸调节至小于或者等于2。摇晃分液漏斗3 min，静置分层，收集水相到250 mL的分液漏斗中。水相中加入50 mL 乙醚剧烈振摇10 min，收集有机相到含提取液的1 L分液漏斗中，弃去水相。

5.4.7 提取液经含有15 g左右酸化的无水硫酸钠（3.10）滤纸过滤到500 mL具塞锥形瓶中。加入30 g酸化过的无水硫酸钠，间歇地剧烈振摇，使提取液和干燥剂充分接触，干燥2小时以上。

备注：提取液必须保证充分的干燥，以保证酯化效率。提取液可干燥过夜。

5.5? 提取液浓缩

5.5.1 通过一装有玻璃毛的漏斗将干燥的提取液转移入K-D浓缩瓶中。在转移过程中，用一玻璃棒将结块的硫酸钠压碎。用20~30 mL乙醚冲洗锥形瓶和漏斗，以确保提取液转移完全。

5.5.2 在K-D浓缩瓶中加入1-2个干净的沸石，连接一个三球的施奈德柱，预先在snyder柱的顶端加入1 mL的乙醚。

5.5.3 将K-D瓶放入热水浴中，使其浓缩管部分浸在热水中，整个烧瓶底的圆表面在蒸汽中加热。水浴温度建议65~75 ℃（对于水样）或70~85 ℃（对于土壤样品）。蒸馏的速度应保持在所有的球形都在鼓泡，但没有浸满。当液体体积浓缩至4~5 mL（对于水样）或10 mL左右（对于土壤样品）时，将K-D浓缩仪移出水浴，保持回流冷却至少10 min。

5.5.4 移开施奈德柱，将提取液转移入20 mL棕色顶空瓶中，用1~2 mL的乙醚冲洗浓缩瓶和下面的连接管，冲洗液并入顶空瓶中，该浓缩后的提取液再用氮吹方法进行进一步浓缩。

5.5.5 将顶空瓶放置于40 ℃的水浴中，用氮气缓慢吹至近干。

Note注意：

1? 不要用塑料的浓缩管盛放样品。

2? 浓缩管的内壁必须用乙醚冲洗数次。浓缩过程中，浓缩管中的溶液必须低于水面。以保证避免水份冷凝到样品中（如溶剂的高度应该低于水浴的高度）。如果有水在顶空瓶壁凝结，必须要擦干。

5.6? 衍生化

用2 mL苯-甲醇（3.14）溶液溶解5.3.5所获的提取液浓缩物，加入200 μL的2 mol/L三甲基硅烷化重氮甲烷溶液（3.11），旋紧瓶盖，混匀。30 ℃下衍生30 min，然后用平缓的N2吹至近干，用丙酮溶解并稀释至1 mL。混匀，用气相色谱-质谱仪进行分析。

Remark:

备注：

由于衍生效率并不与除草剂浓度呈线性相关，因此分析流程可分为：

1)? 按3.18制备0.5，1.5和5.0 mg/L的甲酯化标品溶液

2)? 根据步骤5.3-5.6制备样品溶液，并与甲酯化标准溶液一起分析。

3)? 确认样品中是否含有除草剂并根据甲酯化标准溶液估算其浓度。

若结果为阳性，则制备根据目标物的浓度制备标准校正溶液(3.18)，同时复测样品。

若结果为阴性，则无需再制备标准校正溶液。

5.7? 仪器参数

5.7.1 气相色谱参数：

Mode of column 色谱柱型号	DB-5MS：30 m×0.25 mm×0.25 μm, or equivalent
Injection temperature 进样口温度	250 ℃
Split mode 分流模式	Splitless 不分流
Carrier gas 载气	Helium 氦气
Injection volume 进样体积	2 μL
Flow 流速	1.0 mL/min
Initial temperature 起始温度	60 oC
Temperature program 升温程序	Time (min) 时间	Rate (oC/min) 升温速率	Hold time (min) 温度保持时间
		60	1
	4	230	0
	20	320	5
Total time 总运行时间	53 min

5.8? MS parameters 质谱参数：

Quad. Temperature

四级杆温度

150 ℃

Source Temperature

离子源温度

230 ℃

Transfer line

传输线温度

280 ℃

Solvent Delay

溶剂延迟时间

2 min

SIM Parameter

SIM模式参数设定

See appendix I

见附录1

备注：由于本实验容易使仪器系统污染，从而影响一些物质出峰，所以建议视峰形及仪器灵敏度每10~20个样品，对仪器进行一次维护。

6.? Result 结果

6.1? 定性分析

根据样品中化合物的保留时间和特征定性离子及丰度比进行定性。

6.2? 定量分析

根据各化合物的峰面积，用外标法定量。

6.21 按以下公式计算样品中水中除草剂的浓度：

其中：

C ——样品中除草剂的浓度

A1 ——样品峰面积

A2 ——标准校正溶液的峰面积

C0 ——标准校正溶液的理论值

V ——样品最后定容体积

W —— 样品取样量

6.2.2 按以下公式计算样品中土壤中除草剂的浓度：

其中：

C——样品中除草剂的浓度

A1 ——样品峰面积

A2 ——标准校正溶液的峰面积

C0 ——标准校正溶液的理论值

V ——样品最后定容体积

W —— 样品取样量,g

Dw（%）—— 样品干系数

分
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