【摘 要】
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全氟化合物(PFCs)是一种在不粘涂层、食品包装材料、表面活性剂、灭火泡沫等方面都具有广泛应用的化合物,具有热稳定性、化学稳定性以及防水防油的性质,其在环境中广泛存在并显示出持久性和生物累积性。目前,在地表水、地下水、沉积物、空气灰尘和土壤等环境介质中发现了PFOA(全氟辛酸)、PFOS(全氟辛烷磺酸)等多种PFCs,这表明其在环境中的充分暴露。不仅如此,在人体的血液、尿液以及母乳中均能够检测到P
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全氟化合物(PFCs)是一种在不粘涂层、食品包装材料、表面活性剂、灭火泡沫等方面都具有广泛应用的化合物,具有热稳定性、化学稳定性以及防水防油的性质,其在环境中广泛存在并显示出持久性和生物累积性。目前,在地表水、地下水、沉积物、空气灰尘和土壤等环境介质中发现了PFOA(全氟辛酸)、PFOS(全氟辛烷磺酸)等多种PFCs,这表明其在环境中的充分暴露。不仅如此,在人体的血液、尿液以及母乳中均能够检测到PFOA或PFOS,甚至在北极熊体内也有发现。毒理研究表明,PFCs具有生殖毒性、诱变毒性、发育毒性、神经毒性、免疫毒性等多种毒性,是一类具有全身多脏器毒性的环境污染物。并且其生物半衰期很长,难以代谢清除。研究表明,PFOS是在全世界所有介质中发现的主要PFCs。2009年,PFOA和PFOS被列入斯德哥尔摩公约的持久性有机污染物(POPs)清单。因此,PFCs的检测已成为全球关注的问题,但是,PFCs的检测存在很多难点,尤其是各种途径带来的本底污染使得准确检测面临巨大挑战。研究PFCs最常用的检测方法为固相萃取结合液相色谱-串联质谱法,目前已报道的萃取材料存在一些不足,例如选择性较差、操作复杂等,因此开发具有高选择性、成本低廉、资源丰富且绿色环保的萃取材料,并建立高灵敏度和高准确性的分析方法具有一定的研究意义。本文基于氟亲和力的作用机制以生物质为原料开发了多种氟化生物质吸附剂,并选择吸附效果最佳的氟化雪松渣辅助液相色谱-串联质谱建立了PFCs的定量分析新方法,并应用于实际水样中PFCs的检测。其主要内容如下:1)硅烷化制备氟化生物质吸附剂。采用三氯(1H,1H,2H,2H-十三氟正辛基)硅烷对7种生物质材料进行硅烷化修饰,采用傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱仪和场发射扫描电镜对氟化前后的材料进行了表征,结果显示氟硅烷化修饰后的材料含有大量的氟元素和相应的官能团,表明氟化修饰成功。2)氟化生物质材料的吸附效果以及萃取条件研究。对8种氟化吸附剂的吸附效果进行比较,结果表明氟化雪松渣的吸附效果最好。然后对氟化雪松渣吸附PFCs的整个萃取过程的最佳条件进行了探究,得到最佳吸附条件为:吸附剂质量200 mg,萃取时间8 min,清洗液溶剂为100%纯水,萃取溶液的pH值为6-7,解吸溶剂为含3%TFA的丙酮(V/V),解吸时间15 min。在最佳条件下探究了其吸附过程,并通过吸附等温线的拟合得到了氟化雪松渣的最大吸附容量为299.4μg/g。3)氟化雪松渣固相萃取辅助液相色谱-串联质谱方法分析环境样品中的PFCs。本文所建立的方法仅需10 min就可将13种PFCs完全分离,13种PFCs的线性范围为0.01-100ng/m L,其线性相关系数r~2范围在0.9985-0.9999,检出限范围为0.001-0.01 ng/m L,定量限范围为0.01-0.05 ng/m L,回收率为87.8-112.8%,结果表明氟化雪松渣富集水样中的PFCs辅助液相色谱-串联质谱检测分析方法是准确可靠的。采用所建立的分析方法对实际水样分别进行直接检测和加标回收实验,直接检测结果显示在所采集的水样中均未检测出这13种PFCs,加标回收率范围在87.8-113.9%之间,且RSD范围在1.4-10.7%之间,实际水样的检测结果表明该方法可应用于水样中的PFCs,具有选择性高、萃取速度快、稳定可靠、成本低廉且操作简便的优点。
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