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守護藍天碧水,助力環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)丨安捷倫新污染物分析 LC-MS 解決方案
背景
在科技飛速發(fā)展的現代社會,我們享受著前所未有的便利與進步,然而,這些輝煌成就的背后,卻隱藏著一系列嚴峻的環(huán)境問題。特別是新污染物的出現,如同潛伏的隱形殺手,對我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境構成了不容忽視的威脅。它們不僅具有持久性、生物累積性、致癌性和致畸性等多種生物毒性特征,更令人擔憂的是,部分新污染物還具備遠距離遷移的潛力。借助空氣流動、水流循環(huán)或遷徙物種的傳播,它們可以輕易地跨越國界,沉積在遠離排放源的遙遠地帶,進而引發(fā)全球性的環(huán)境污染問題。
目前,國內外廣泛關注的新污染物主要包括國際公約管控的持久性有機污染物、內分泌干擾物、抗生素等,這些化合物種類繁多、來源廣泛、并且以極低的濃度存在于復雜的基質中,這給檢測工作帶來了極大的難度。為了有效應對這一挑戰(zhàn),安捷倫精心開發(fā)了環(huán)境新污染物 LC-MS 相關檢測方案。該方案依托高靈敏度的三重四極桿液質聯(lián)用技術,能夠精確檢測環(huán)境中的新污染物,為環(huán)境新污染的監(jiān)測與治理提供科學、可靠的數據支持,共同守護我們美好的生態(tài)環(huán)境。
Agilent 新污染物分析液質檢測方案
01 抗生素類化合物分析
抗生素在醫(yī)療、農業(yè)等領域的廣泛應用,導致其在環(huán)境中的殘留問題日益嚴重。抗生素的殘留不僅影響水體和土壤質量,還可能通過食物鏈進入人體,對人體健康造成潛在威脅。目前水中抗生素的測定仍存在一些挑戰(zhàn)和問題。例如,不同理化性質的抗生素,需要采用不同的測定方法。此外,水中抗生素的濃度較低,且可能受到其他物質的干擾。
本文建立了 76 種常見抗生素的測定方法,采用固相萃取的前處理方式完成水樣富集濃縮,使用三重四極桿液質聯(lián)用儀進行測定,滿足日常監(jiān)測需要。
圖 1. 抗生素的疊加色譜圖
02 全氟/多氟烷基化合物分析
全氟/多氟烷基化合物是一類具有極高穩(wěn)定性和持久性的化學物質,常用于防水、防油和防污處理。然而,其在水體、土壤和生物體中的積累可能對環(huán)境和生物健康產生不利影響。由于全氟和多氟烷基化合物 (PFAS) 的廣泛使用、環(huán)境持久性和生物累積趨勢,它們在飲用水中的存在引發(fā)了全球的重點關注。因此,準確可靠的分析方法對于促進水基質中多種PFAS的篩查和定量至關重要。
本文建立了一種使用安捷倫弱陰離子交換柱 (WAX) 的固相萃取 (SPE) 和 LC/MS/MS 分析水中 30 多種常見天然和同位素標記 PFAS 的分析方法。在配備無 PFC HPLC 轉換工具包的 Agilent 1290 Infinity 液相色譜系統(tǒng)上實現化合物分離,然后使用 6400 系列三重四極桿液質聯(lián)用系統(tǒng)進行分析,線性、精密度和回收率良好,滿足日常監(jiān)測需要。
圖 2. 全氟和多氟烷基化合物的疊加色譜圖
03 苯胺和聯(lián)苯胺類化合物分析
苯胺類和聯(lián)苯胺類化合物是合成染料、醫(yī)藥、油漆和橡膠等工業(yè)生產的重要原料和中間體,易溶于水,難以被生物體降解,具有毒性和明顯的致癌作用。這兩類化合物可通過廢水排放、徑流輸送等方式進入環(huán)境,進而引起累積污染;同時,他們經由呼吸道、消化道和皮膚進入人體內,威脅身體健康。因此,中國、美國和日本等國家早已將其列入優(yōu)先控制污染物名單。
土壤及沉積物是有機污染物的重要歸宿,苯胺和聯(lián)苯胺類化合物是其中常見的有機污染物。為防止苯胺和聯(lián)苯胺類化合物通過糧食、蔬菜、水果等間接影響人體健康,加強相關監(jiān)測刻不容緩。
我國生態(tài)環(huán)境部于 2022 年 2 月發(fā)布了《土壤和沉積物 13 種苯胺類和 2 種聯(lián)苯胺類化合物的測定液相色譜—三重四極桿質譜法》(HJ 1210-2021),該標準于 2022 年 6 月 1 日起實施,為土壤和沉積物中苯胺類和聯(lián)苯胺類化合物的檢測提供重要技術支撐和法規(guī)依據。
本文采用 Agilent 1290 Infinity 液相色譜與 6400 系列三重四極桿聯(lián)用系統(tǒng)對土壤和沉積物中 13 種苯胺類和 2 種聯(lián)苯胺類化合物進行定量測定,方法完全滿足監(jiān)測需求。
圖 3. 苯胺和聯(lián)苯胺類化合物的疊加色譜圖
04 鄰苯二甲酸酯類化合物分析
鄰苯二甲酸酯類化合物作為增塑劑廣泛使用于化工生產中。塑料及其制品的大量使用,使鄰苯二甲酸酯類化合物逐漸遷移到環(huán)境中,對環(huán)境造成污染。由于鄰苯二甲酸酯是一類環(huán)境激素,含有較弱的雌激素成分,可通過呼吸、食物和皮膚接觸進入動物及人體體內,影響生物體內分泌,對機體健康造成危害,所以許多國家將其列為重點監(jiān)控的污染物名單。
本文采用 Agilent 1290 Infinity 液相色譜與 6400 系列三重四極桿聯(lián)用系統(tǒng)分離檢測環(huán)境水源中 9 種常見鄰苯二甲酸酯類化合物,該方法簡單、快速,具有較高的準確度和精密度,滿足日常監(jiān)測需要。
圖 4. 鄰苯二甲酸脂類化合物的疊加色譜圖
05 雙酚 A 和烷基酚類化合物分析
烷基酚類化合物常用于制造塑料、橡膠和化妝品等產品,但作為一類典型的內分泌干擾物,其排放和泄漏可能導致環(huán)境和生物體中的積累,會嚴重影響水生生物的生殖和發(fā)育,同時也具有引發(fā)人體性早熟,降低男性精子質量等危害。工業(yè)廢水一直是環(huán)境中酚類化合物主要來源之一,因此加強對環(huán)境水質中烷基酚和雙酚 A 的監(jiān)測具有重要意義。
本文采用固相萃取/Agilent 1290 Infinity 液相色譜與 6400 系列三重四極桿聯(lián)用法測定水質中 9 種烷基酚類化合物和雙酚 A 的測定,相比目前主要執(zhí)行參考標準 HJ1192-2021 具有更高靈敏度,高選擇性、高效快速等優(yōu)勢,可用于該類化合物的痕量檢測。
圖 5. 9 種烷基酚類化合物和雙酚 A 的疊加色譜圖
06 紫外吸收劑類化合物分析
紫外線吸收劑或穩(wěn)定劑是指能吸收陽光或熒光源中紫外線部分,而本身結構不起變化的一類物質。它能將高能量的紫外線光能轉換成熱能或無破壞性的較長光波釋放出來,從而保護添加有紫外線吸收劑的物質免遭紫外線破壞。主要用作塑料、橡膠、涂料、染料等的光穩(wěn)定劑,防止它們在長期暴露于陽光下的光分解作用。由于紫外吸收劑廣泛用于工業(yè)材料產品中,近年來在環(huán)境水體和土壤中不斷被檢出,同時由于其高度親脂性,易在底泥和水生生物體內富集,產生潛在的毒性效應,已成為一類備受關注的新型污染物。2022 年《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》的持久性有機污染物審查委員會指出,UV-328 具有持久的危害性,最有效的控制措施是將該物質列入《公約》附件 A,禁止生產、使用、進口和出口,僅對特定情況給予限定性豁免。
本文采用 Agilent 1290 Infinity 液相色譜與 6400 系列三重四極桿聯(lián)用系統(tǒng)建立了 15 種常見紫外吸收劑的測定方法,采用固相萃取的前處理方式完成水樣富集濃縮,使用三重四極桿液質聯(lián)用儀進行測定,滿足日益嚴格的環(huán)境監(jiān)測需要。
圖 6. 紫外吸收劑的 MRM 疊加色譜圖
07 溴代阻燃劑化合物分析
溴代阻燃劑是一種常見的阻燃劑。在高溫條件下,這些溴代阻燃劑能夠分解產生大量不燃性的溴化氫(HBr)氣體,從而降低燃燒區(qū)的溫度;此外,HBr 氣體還能捕獲并終止燃燒鏈式反應中的自由基,如OH·、O·、H·等,生成活性較低的溴自由基,從而抑制或終止鏈式反應的發(fā)生[1]。由于其優(yōu)異的阻燃性能和熱穩(wěn)定性,能夠有效地抑制材料的燃燒,廣泛應用于電子電器、建筑材料、交通運輸等多個領域。然而,隨著近年來對溴代阻燃劑研究的不斷深入,據報道,這些溴代阻燃劑在生產和使用過程中可能會釋放有毒氣體 HBr,對人體健康和環(huán)境造成危害。此外,還可能具有生物累積性和持久性,對生態(tài)環(huán)境產生長期性的不良影響。通過監(jiān)控溴代阻燃劑的使用和暴露水平,能更好地評估和管理這些健康風險。
目前最為常見的有機溴代阻燃劑是四溴雙酚 A (TBBPA) 和六溴環(huán)十二烷 (HBCDs) 為主。本文采用 Agilent 1290 Infinity 液相色譜與 6400 系列三重四極桿聯(lián)用系統(tǒng)建立了 TBBPA和HBCDs 同時分析測定的方法,以滿足日常監(jiān)測需要。
圖 7. TBBPA 和 HBCDs 的提取色譜圖
結語
基于相關行業(yè)標準與參考方法,Agilent 致力于為環(huán)境監(jiān)測檢測機構提供一系列高效準確的新污染物環(huán)境檢測方案。這些方案不僅有助于新污染的精準監(jiān)測,更為生態(tài)環(huán)境風險評估與防控、科學治理提供堅實的數據支撐,為守護藍天碧水和環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)貢獻技術產品方案!