一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法技术

本发明专利技术公开了一种用GC‑MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，属于土壤中有机物检测领域，解决了对环境中微量二茂铁的测定的问题。它包括以下步骤：采样、含水率测定、预处理、获取土壤样品溶液、吹脱捕集、配置标准工作溶液、GC‑MS测定；进行吹脱捕集前，将土壤样品加热至20‑30℃并保温，同时对土壤样品震荡5‑30min。根据初步判断土壤样品中二茂铁和二环戊二烯的含量，将土壤样品进行稀释再进行测定。本发明专利技术通过前处理与GC‑MS的结合，实现二茂铁和二环戊二烯的定量检测。

A Method for Detecting Ferrocene and Dicyclopentadiene in Soil by GC-MS

【技术实现步骤摘要】
一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法
本专利技术涉及土壤中有机物检测领域，特别涉及一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法。
技术介绍
二茂铁又称二环戊二烯合铁，是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物，熔点172.5-173℃，沸点249℃。二茂铁及其衍生物常用于汽油中的抗震剂，还可用于橡胶及树脂合成的塑化剂；其不溶于水、但能够随水蒸气挥发，在空气中稳定，具有强烈吸收紫外线的作用。其与酸、碱、紫外线不发生作用，化学性质稳定，400度以内不分解；其分子呈现极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性。二环戊二烯，为无色晶体或液体，有类似樟脑气味，比重0.979，沸点170℃，熔点32℃，溶于乙醇，有毒，具有麻痹性及局部刺激作用，是石油工业的副产物。其主要用于树脂合成及粘胶的工业生产，可用于制造金属有机化合物二茂铁。据文献报导的二茂铁含量的研究主要有电位滴定法，红外光谱法、紫外光谱法等方法，这些方法主要是用于产品中二茂铁的含量测定，并且测试方法操作复杂，方法灵敏度低，不适用于环境中微量二茂铁的测定。目前对于二茂铁及二环戊二烯在环境中的测定尚无标准方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，对土壤中的二茂铁和二环戊二烯含量进行检测。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，包括以下步骤：S1：采样；S2：对土壤样品进行含水率测定；S3：对土壤样品进行预处理；S4：在土壤样品中加入水和内标标准溶液，得到土壤样品溶液；S5：将土壤样品溶液进行密封混合；S6：将S3得到的土壤样品溶液进行吹脱捕集，得到样品气体；S7：配置标准工作溶液，对GC-MS进行校准：采用水和甲醇的混合溶液配制含有二茂铁和二环戊二烯，并具有梯度浓度的混合标准工作溶液，二茂铁和二环戊二烯质量浓度分别为2.0、5.0、10.0、20.0、40.0μg/L；S8：采用GC-MS对标准工作溶液和样品气体进行测定，根据不同浓度的标准溶液的峰面积对内标物峰面积的比值得到标准工作曲线，由标准工作曲线和土壤样品的含水率，综合得到二茂铁和二环戊二烯对应的浓度与含量；所述S3中预处理步骤为：(1)保存时，将土壤样品密封，并避光低温储存；(2)进行吹脱捕集前，将土壤样品加热至20-30℃并保温，同时对土壤样品震荡5-30min；(3)将土壤样品静置至室温；所述内标标准溶液选用氟苯、氯苯-D5、1,4-二氯苯-D4三种中的一种。采用上述技术方案，吹脱捕集主要是用于挥发性有机物的吹脱和捕集，二茂铁和双环戊二烯的挥发性不是特别好，在常规在吹脱操作下进行吹脱，在土壤中吹脱出的比例有限，会直接导致此方法不适用于二茂铁和二环戊二烯的定量检测。且二茂铁和二环戊二烯存在于土壤中，土壤主要为具备孔隙的泥沙混合物，有机物分子容易被吸附于土壤的孔隙中，在吹脱时不容易被吹脱。在对土壤样品进行吹脱捕集之前，对土壤样品进行预处理。土壤样品需要保存时，需要避光低温保存，来减弱分子的活性，减少有机物的氧化、变质等情况的出现，使得土壤样品尽可能的保持初始状态，来减小保存前后土壤样品之间的差距。在吹脱捕集前，在20℃-30℃范围内选取一个温度作为恒温，对土壤样品进行升温和保温，提高土壤样品中有机物分子的活动性，同时对土壤样品进行震荡；在震荡和升温的过程中，有机物分子运动，能将有机物分子从土壤的孔隙中脱出，后续吹脱捕集时，更容易将二茂铁和二环戊二烯吹脱出来，来提高被吹脱出的二茂铁和二环戊二烯占土壤中所有二茂铁和二环戊二烯的比例，来保证检测方法的可行性。进一步优选为：所述S3中预处理步骤为：(1)保存时，将土壤样品密封，并避光低温储存；(2)进行吹脱捕集前，将土壤样品加热至20-30℃并保温，同时对土壤样品震荡5-30min；(3)将土壤样品静置至室温；(4)将土壤样品加热至25-35℃，同时对土壤样品震荡5-10min；(5)将土壤样品静置至室温。采用上述技术方案，通过二次加热和震荡，再次提高土壤内部的有机物分子的活动性，进一步提高有机物分子从土壤的孔隙中脱出的可能性，间接提高后续可能进入测试的目标物占土壤中所有目标物的比例，来提高测试方法的可行性。进一步优选为：所述吹脱捕集包括以下步骤：W1：通过惰性气体，将土壤样品中的有机物吹脱至捕集管中；W2：通过惰性气体将捕集管中吸附的有机物进行解吸；所述捕集管内填有体积分数胶均为1/3的Tenax、硅胶、椰壳炭。进一步优选为：所述惰性气体为氦气、氮气中的一种。进一步优选为：吹脱温度15-30℃；吹脱气流速30-50ml/min；吹脱时间11-15min；解吸温度170-250℃；解吸时间1-3min。进一步优选为：吹脱气流速为40ml/min；吹脱时间为15min；解吸温度为170℃，解吸时间2min。进一步优选为：所述GC设定参数为：毛细管柱升温：DB-624柱：38℃保温3min之后，以4℃/min的升温速度升至100℃，再以25℃/min的升温速度升高至220℃并保温1min；进样口温度：230℃；分流比：14:1；氦气流速：1.5ml/min；传输线温度：230℃；所述GC毛细管柱可选用：柱1：VOCOL宽口径毛细柱：长度60m，内径0.75mm、膜厚1.5μm；柱2：DB-624大口径毛细管：长度30m、内径0.53mm、膜厚3μm；柱3：DB-5毛细柱：长度30m、内径0.32mm、膜厚1μm；MS设定参数为：离子源：EI源；离子源温度：250℃；接口温度：230℃；离子化能量：70eV；扫描范围(全扫描)：45-300amu；扫描时间：0.45s；回扫时间：0.05s；溶剂延迟时间：1.2min。采用上述技术方案，惰性气体元素的原子中，电子在各个电子层中的排列，刚好达到稳定数目。因此原子不容易失去或得到电子，也就很难与其它物质发生化学反应，表现出化学性质稳定的性质。一般会被用于做保护气氛的气体。在用于吹脱捕集的过程中，一方面是为有机物分子提供气相载体，另一方面是为减少有机物分子与气相载体发生化学反应的可能性，在一定程度上保证有机物分子的初始性。捕集管中的填料一般选用疏水或轻度亲水的吸附填料，减少吸附填料对水的吸附。由于在S3步骤中，会在土壤样品中加入水，所以在吹脱捕集时，可能会将水吹脱出来。水的膨胀系数很大，会影响MS中的真空度和自由程，可能会使得18m/z的峰变为基峰，且扫描到18m/z以下就会影响匹配度。而且水会对色谱柱造成影响，使得柱子的流失量增大，多次进样后，保留时间会改变，并且会使得色谱柱的使用寿命缩短。吹脱气流速取决于待分析物挥发性的大小。流速偏低时，不利于对含量低的样品进行定量分析；而太高的流速又会增加水蒸气对检测的干扰。吹脱时间是影响方法回收率和灵敏度的一个重要因素。吹脱时间偏短时，溶液中的目标物挥发不充分，吹脱时间太长又会吹脱吸附剂表面的目标物。通过具体实施方式中的实验数据可知，当选用吹脱气流速40ml/min，吹脱时间为15min时，可以达到一个很好的检测效果，二茂铁和二环戊二烯加标回收率和相对标准偏差在可允许的范围之内，体现方法的准确性和重复性。进一步优选为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用GC‑MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采样；S2：对土壤样品进行含水率测定；S3：对土壤样品进行预处理；S4：在土壤样品中加入水和内标标准溶液，得到土壤样品溶液；S5：将土壤样品溶液进行密封混合；S6：将S3得到的土壤样品溶液进行吹脱捕集，得到样品气体；S7：配置标准工作溶液，对GC‑MS进行校准：采用水和甲醇的混合溶液配制含有二茂铁和二环戊二烯，并具有梯度浓度的混合标准工作溶液，二茂铁和二环戊二烯质量浓度分别为2.0、5.0、10.0、20.0、40.0µg/L；S8：采用GC‑MS对标准工作溶液和样品气体进行测定，根据不同浓度的标准溶液的峰面积对内标物峰面积的比值得到标准工作曲线，由标准工作曲线和土壤样品的含水率，综合得到二茂铁和二环戊二烯对应的浓度与含量；所述S3中预处理步骤为：（1）保存时，将土壤样品密封，并避光低温储存；（2）进行吹脱捕集前，将土壤样品加热至20‑30℃并保温，同时对土壤样品震荡5‑30min；（3）将土壤样品静置至室温；所述内标标准溶液选用氟苯、氯苯‑D5、1,4‑二氯苯‑D4三种中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采样；S2：对土壤样品进行含水率测定；S3：对土壤样品进行预处理；S4：在土壤样品中加入水和内标标准溶液，得到土壤样品溶液；S5：将土壤样品溶液进行密封混合；S6：将S3得到的土壤样品溶液进行吹脱捕集，得到样品气体；S7：配置标准工作溶液，对GC-MS进行校准：采用水和甲醇的混合溶液配制含有二茂铁和二环戊二烯，并具有梯度浓度的混合标准工作溶液，二茂铁和二环戊二烯质量浓度分别为2.0、5.0、10.0、20.0、40.0µg/L；S8：采用GC-MS对标准工作溶液和样品气体进行测定，根据不同浓度的标准溶液的峰面积对内标物峰面积的比值得到标准工作曲线，由标准工作曲线和土壤样品的含水率，综合得到二茂铁和二环戊二烯对应的浓度与含量；所述S3中预处理步骤为：（1）保存时，将土壤样品密封，并避光低温储存；（2）进行吹脱捕集前，将土壤样品加热至20-30℃并保温，同时对土壤样品震荡5-30min；（3）将土壤样品静置至室温；所述内标标准溶液选用氟苯、氯苯-D5、1,4-二氯苯-D4三种中的一种。2.根据权利要求1所述的一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，其特征在于，所述S3中预处理步骤为：（1）保存时，将土壤样品密封，并避光低温储存；（2）进行吹脱捕集前，将土壤样品加热至20-30℃并保温，同时对土壤样品震荡5-30min；（3）将土壤样品静置至室温；（4）将土壤样品加热至25-35℃，同时对土壤样品震荡5-10min；（5）将土壤样品静置至室温。3.根据权利要求1所述的一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，其特征在于，所述吹脱捕集包括以下步骤：W1：通过惰性气体，将土壤样品中的有机物吹脱至捕集管中；W2：通过惰性气体将捕集管中吸附的有机物进行解吸；所述捕集管内填有体积分数胶均为1/3的Tenax、硅胶、椰壳炭。4.根据权利要求3所述的一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氮气中的一种。5.根据权利要求3所述的一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和二环戊二烯的方法，其特征在于，所述吹脱捕集的参数为：吹脱温度15-30℃；吹脱气流速30-50ml/min；吹脱时间11-15min；解吸温度170-250℃；解吸时间1-3min。6.根据权利要求5所述的一种用GC-MS检测土壤中二茂铁和...

【专利技术属性】
技术研发人员：周菁清，叶伟红，朱国华，孙琴琴，
申请(专利权)人：浙江环境监测工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33