吹扫捕集-气相色谱-质谱联用测定天然水体中异戊二烯的研究.pdf

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1、第43卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第3期2015年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry333—337DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．140974吹扫捕集．气相色谱．质谱联用测定天然水体中异戊二烯的研究张洪海李建龙杨桂朋宋雨辰靳娜(海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，中国海洋大学化学化工学院，青岛266100)摘要建立了吹扫捕集一气质联用分析天然水体中痕量异戊二烯的方法，确定了最佳实验条件：吹扫流量50mL／min、吹

2、扫时间15rain、毛细管分离柱类型(Rt—AluminaBOND／KC1)以及程序升温等。本方法对于测定水体中异戊二烯浓度的相对标准偏差RSD<4％(／'t：6)，回收率为92％一102％，检出限为0．5pmol／L。实验表明．水样中异戊二烯浓度在60d以内没有发生明显变化。利用本方法测得青岛胶州湾及附近河流人海口水样中异戊二烯的浓度在6O．8～278．7pmol／L之间，黄河口水样浓度范围为44．7—77．2pmol／L，与文献报道的其它近岸及河口水体中的浓度相当，表明本方法能够应用于天然水体中异

3、戊二烯浓度的准确分析。关键词异戊二烯；吹扫捕集；气质联用；天然水体1引言生物源和人为源释放的非甲烷烃类物质(Non．methanehydrocarbons，NMHCs)是大气中的重要组成成分，对于对流层中的O的浓度和二次有机气溶胶(Secondorganicaeroso1)的形成及气候变化具有重要影响“]。异戊二烯(Isoprene)作为NMHCs中含量最丰富、最重要的一种物质，它不仅参与多种大气化学反应，影响大气氧化平衡，而且对全球碳循环有着巨大贡献[5l6]。众所周知，大气中的异戊二烯主要来源于陆

4、生植物的光合成释放，但异戊二烯也普遍存在于天然水体中，主要由浮游植物的光合作用和有机物的光降解产生『8’9]。经估算仅由海洋释放到大气的异戊二烯的年平均释放量可达1TgE10,11]，可见海洋作为大气异戊二烯的源对全球碳循环及气候变化的影响也是不容忽视的。因此，开展天然水体中异戊二烯的研究对于认识其海一气交换通量及环境效应具有重要意义。由于水体中异戊二烯的浓度很低，一般在10～10一。mol／L之间，最高至10。moL／L数量级l1，而且其浓度明显受到光照强度、界面交换和微生物活动等因素的影响，对其分

5、析技术及准确性要求较高。目前，国外测定痕量NMHCs气体的主要方法是使用气相色谱(GC)进行分离，后由氢火焰离子检测器(FID)、电子捕获检测器(ECD)或质谱检测器(MSD)进行检测6，]。而国内关于水体中异戊二烯的研究方法尚未见文献报道。因此，本研究利用吹扫捕集前处理技术，建立了气相色谱．质谱联用分析天然水体中异戊二烯浓度的方法。与现有方法相比，本方法样品分析体积大大减少，提高了实验分析的效率；此外，吹扫捕集前处理技术中引入反吹系统，极大地消除了样品的残留干扰，保证了分析结果的准确性。本方法操作简

6、单，精密度好，检出限低，并成功用于胶州湾及附近河流人海VI和黄河口水体样品中异戊二烯的含量测定2实验方法2．1仪器与试剂GC-7890型气相色谱仪(美国Agilent公司)；MSD-5975型质谱检测仪(美国Agilent公司)，配EI源和四级杆质量分析器；手动六通阀(美国VICI公司)；Rt．AluminaBOND／KC1毛细管柱(30mX0．32mm×5lxm，美国RESTEK公司)；气提室：玻璃圆柱体，底端加有砂芯(4#)滤板；硬质玻璃管(10emx1．5cm，o．d．)作干燥管，经硅烷化处理，

7、内填无水Mg(cl04)；玻璃管(10cmx1．5cm，0．d．)CO作去除管，经硅烷化处理，内填进口NaOH颗粒；捕集管：长1．5m的1／16进口钝化不锈钢管：进2014—11-03收稿：2014—12-24接受本文系国家自然科学基金(Nos．41306069，41030858)、教育部“长江学者”以及山东省“泰山学者”建设工程专项经费资助E—mail：gpyang@OLIC．edu．C／l334分析化学第43卷样注射器：50mE(澳大利亚SGE公司)。异戊二烯标准品(色谱纯，99．9％，美国Sig

8、ma．Aldrich公司)；甲醇(色谱纯，99．8％，德国Merck公司)；液氮(青岛天源配气有限公司)；高纯N，和高纯He(青岛合利气体有限公司)。2．2实验装置对于水体中易挥发的痕量气体而言，无法使用Gc直接进样测定，因此提取富集成为准确测定的关键。本研究采用目前国际上通用的痕量气体提取方法一吹扫捕集技术对水体中的异戊二烯进行低温预富集，经热解析后接GC分离，再进入MSD进行检测，实验装置如图1所示。主要分析流程如下：六通阀在捕集状态下，将适量水样(