利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法技术

利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法。本发明专利技术属于污染物检测技术领域。本发明专利技术的目的在于解决目前针对PAHs的检测方法能够检测的种类少、检测分析时间长、检测限高以及由于检测过程无法实现同分异构体的分离而导致检测结果误差较大的技术问题。方法：一、将123种PAHs根据基团及控制要求分成3类；二、单标进样根据确定的目标物的增益电压、定性离子对、定量离子对、及其对应的碰撞能设定质谱参数；三、混标进样确定气相参数；四、制作标准曲线；五、对实际样品中的PAHs进行萃取净化得待分析样品；六、实际样品检测。本发明专利技术实现同分异构体的分离与定性定量检测灵敏度高、重复性好，分析时间缩短至35min～40min。

【技术实现步骤摘要】
利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法
本专利技术属于污染物检测
；具体涉及一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法。
技术介绍
进入20世纪以来，随着人类生活水平的提高，大量的有毒有机污染物被肆意排放到环境中，人类生存的环境遭受严重的污染和破坏。持久性有毒物质是一类具有环境持久性、生物累积性和高生物毒性的特殊有毒有机污染物，能够在环境中长期存在且很难降解，容易进行远距离迁移，具有三致效应(致癌、致畸、致突变)，已经引起全球的关注，已经成为继臭氧层破坏和温室效应第三大环境问题。多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是大气环境中一种常见的持久性有毒物质，主要来源于化石燃料和生物质的不完全燃烧。PAHs因其污染源头多，分布广泛，易长距离传输，具有致癌性，已经受到世界各国研究人员的重视。PAHs占目前已知1000多种致癌物质的三分之一，已知的多环芳烃及其衍生物具有致癌性的已超过400种。在美国环保局公布的129种优先控制污染物中，PAHs占16种，1989年我国提出的水中优先控制的68种污染物中，PAHs占7种。近年来国内外都相继开展了关于多环芳烃的各项研究，包括其污染现状、环境迁移及转化、环境和生态毒性影响评价、污染源控制及污染治理等。近年来，随着社会经济的高速发展和人民生活水平的提高，PAHs的排放源增多。PAHs排放到大气环境中，导致PAHs在大气环境中残留、富集并随大气运动而迁移转化，当过量的PAHs在大气环境中逐渐积累，浓度达到一定程度就会威胁人类的身体健康和生命安全，而且还会随着大气运动对周边地区造成污染，危害全球的生态环境。并且在大型城市这种排放及人口皆密度很高的地区，大气中PAHs的人体暴露是最高的。作为环境中一种重要的持久性有毒有机污染物，PAHs会导致生态系统受到危害，这种危害能够表现在生态系统的各级水平上，它既能够破坏细胞膜或DNA从而使人细胞的遗传信息发生突变，也能够危害各种动植物，例如破坏鱼类的免疫系统等。同样PAHs也会对人类健康造成危害，通常一些低环(2-3环)PAHs具有急性毒性，而另外一些高环的PAHs具有潜在毒性。目前为止，没有系统检测上百种PAHs的检测方法，以至于我们不能更全面的发现并研究空气中PAHs的组成，以及其对人体的影响和环境行为。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决目前针对PAHs的检测方法能够检测的种类少、检测分析时间长、检测限高以及由于检测过程无法实现同分异构体的分离而导致检测结果误差较大的技术问题，而提供了一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法。本专利技术的一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法按以下步骤进行：一、分类：根据PAHs的基团及控制要求，将123种PAHs分成3类，第一类为32种常规(包含优控16种)多环芳烃(R-PAHs)、第二类为50种甲基多环芳烃(Me-PAHs)、第三类为30种硝基多环芳烃(N-PAHs)和11种羟基多环芳烃(OH-PAHs)，分类进行后续检测；二、单标进样优化质谱参数：①按步骤一的分类，分别取三类PAHs标准品，采用全扫描模式单标进样，通过GC-MS/MS分别对每类中的PAHs进行单标检测，质荷比扫描范围为50～400，初步确定各个标准品的保留时间及特征母离子，在特征母离子中选出2～3个丰度最高的离子碎片，采用产物离子扫描模式对碎片进行破碎，确定特征子离子，由此得到各个标准品的保留时间、特征母离子、特征子离子；②在母离子进行质谱扫描的过程中，选择丰度最高、响应最好的一对母离子和子离子作为定量离子对，并确定其对应的碰撞能，选择另外一对丰度和响应较定量离子对次之的母离子和子离子作为定性离子对，并确定其对应的碰撞能；③根据PAHs标准品的出峰时间，将每类PAHs中出峰时间相同或相差不超过5min的标准品作为一组，分别对每类PAHs进行分组扫描，确定其对应的增益电压；④根据确定的目标物的增益电压、定性离子对、定量离子对、及其对应的碰撞能设定质谱参数；三、混标进样优化气相参数：按步骤一的分类，分别取三类PAHs标准品进行分类混合，得到三类PAHs混合标准品，采用多反应监测模式混标进样，通过GC-MS/MS分别对每类PAHs进行混标检测，根据步骤二得到的各个标准品的保留时间及色谱峰分离情况设定气相参数；四、制作标准曲线：分别配置每类PAHs的梯度浓度混合标准溶液，根据步骤二设定的质谱参数和步骤三设定的气相参数，使用GC-MS/MS进行检测分析，得到以各组分峰面积为纵坐标，以各组分在标准溶液中的实际浓度为横坐标的标准曲线及其线性回归方程；五、样品预处理：对气相样品、液体样品、固体样品中的PAHs进行萃取、净化，得到待分析样品，装瓶备用；六、实际样品检测：根据步骤二设定的质谱参数和步骤三设定的气相参数，使用GC-MS/MS对步骤五得到的分析样品进行检测分析，确定分析样品中的PAHs种类，并根据其线性回归方程，计算得到其含量。进一步限定，步骤二中所述第一类R-PAHs的质谱参数如下：离子源温度为280℃，电子能量模式使用调谐设置，电压为-70eV，溶剂延迟时间为3min，辅助加热器温度为300℃，碰撞气氮气流速为1.5mL/min。进一步限定，步骤二中所述第二类Me-PAHs的质谱参数如下：离子源温度为280℃，电子能量模式使用调谐设置，电压为-70eV，溶剂延迟时间为3min，辅助加热器温度为300℃，碰撞气氮气流速为1.5mL/min。进一步限定，步骤二中所述第三类N-PAHs和OH-PAHs的质谱参数如下：离子源温度为280℃，电子能量模式使用调谐设置，电压为-70eV，溶剂延迟时间为3min，辅助加热器温度为300℃，碰撞气氮气流速为1.5mL/min。进一步限定，步骤二中所述第一类R-PAHs的增益电压为1～13。进一步限定，步骤二中所述第二类Me-PAHs的增益电压为0.7～15。进一步限定，步骤二中所述第三类N-PAHs和OH-PAHs的增益电压为3～15。进一步限定，步骤三中所述第一类R-PAHs的气相参数如下：气相初始温度为80℃，保持2min，然后以20℃/min的速率升温至180℃，保持10min，再以10℃/min的速率升温至300℃，保持11min，运行时间为35min，后运行时间0min。进一步限定，步骤三中所述第二类Me-PAHs与第三类N-PAHs和OH-PAHs的气相参数相同，具体如下：气相初始温度为80℃，保持3min，然后以8℃/min的速率升温至180℃，保持10min，再以15℃/min的速率升温至300℃，保持6.5min，运行时间为40min，后运行时间1min，后运行温度为310℃。进一步限定，步骤三中所述第一类R-PAHs的气相参数如下：前进样口温度为320℃，前进样口压力为13.513psi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：/n一、分类：根据PAHs的基团及控制要求，将123种PAHs分成3类，第一类为32种R-PAHs、第二类为50种Me-PAHs、第三类为30种N-PAHs和11种OH-PAHs，分类进行后续检测；/n二、单标进样优化质谱参数：①按步骤一的分类，分别取三类PAHs标准品，采用全扫描模式单标进样，通过GC-MS/MS分别对每类中的PAHs进行单标检测，质荷比扫描范围为50～400，初步确定各个标准品的保留时间及特征母离子，在特征母离子中选出2～3个丰度最高的离子碎片，采用产物离子扫描模式对碎片进行破碎，确定特征子离子，由此得到各个标准品的保留时间、特征母离子、特征子离子；②在母离子进行质谱扫描的过程中，选择丰度最高、响应最好的一对母离子和子离子作为定量离子对，并确定其对应的碰撞能，选择另外一对丰度和响应较定量离子对次之的母离子和子离子作为定性离子对，并确定其对应的碰撞能；③根据PAHs标准品的出峰时间，将每类PAHs中出峰时间相同或相差不超过5min的标准品作为一组，分别对每类PAHs进行分组扫描，确定其对应的增益电压；④根据确定的目标物的增益电压、定性离子对、定量离子对、及其对应的碰撞能设定质谱参数；/n三、混标进样优化气相参数：按步骤一的分类，分别取三类PAHs标准品进行分类混合，得到三类PAHs混合标准品，采用多反应监测模式混标进样，通过GC-MS/MS分别对每类PAHs进行混标检测，根据步骤二得到的各个标准品的保留时间及色谱峰分离情况设定气相参数；/n四、制作标准曲线：分别配置每类PAHs的梯度浓度混合标准溶液，根据步骤二设定的质谱参数和步骤三设定的气相参数，使用GC-MS/MS进行检测分析，得到以各组分峰面积为纵坐标，以各组分在标准溶液中的实际浓度为横坐标的标准曲线及其线性回归方程；/n五、样品预处理：对气相样品、液体样品、固体样品中的PAHs进行萃取、净化，得到待分析样品，装瓶备用；/n六、实际样品检测：根据步骤二设定的质谱参数和步骤三设定的气相参数，使用GC-MS/MS对步骤五得到的分析样品进行检测分析，确定分析样品中的PAHs种类，并根据其线性回归方程，计算得到其含量。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
一、分类：根据PAHs的基团及控制要求，将123种PAHs分成3类，第一类为32种R-PAHs、第二类为50种Me-PAHs、第三类为30种N-PAHs和11种OH-PAHs，分类进行后续检测；
二、单标进样优化质谱参数：①按步骤一的分类，分别取三类PAHs标准品，采用全扫描模式单标进样，通过GC-MS/MS分别对每类中的PAHs进行单标检测，质荷比扫描范围为50～400，初步确定各个标准品的保留时间及特征母离子，在特征母离子中选出2～3个丰度最高的离子碎片，采用产物离子扫描模式对碎片进行破碎，确定特征子离子，由此得到各个标准品的保留时间、特征母离子、特征子离子；②在母离子进行质谱扫描的过程中，选择丰度最高、响应最好的一对母离子和子离子作为定量离子对，并确定其对应的碰撞能，选择另外一对丰度和响应较定量离子对次之的母离子和子离子作为定性离子对，并确定其对应的碰撞能；③根据PAHs标准品的出峰时间，将每类PAHs中出峰时间相同或相差不超过5min的标准品作为一组，分别对每类PAHs进行分组扫描，确定其对应的增益电压；④根据确定的目标物的增益电压、定性离子对、定量离子对、及其对应的碰撞能设定质谱参数；
三、混标进样优化气相参数：按步骤一的分类，分别取三类PAHs标准品进行分类混合，得到三类PAHs混合标准品，采用多反应监测模式混标进样，通过GC-MS/MS分别对每类PAHs进行混标检测，根据步骤二得到的各个标准品的保留时间及色谱峰分离情况设定气相参数；
四、制作标准曲线：分别配置每类PAHs的梯度浓度混合标准溶液，根据步骤二设定的质谱参数和步骤三设定的气相参数，使用GC-MS/MS进行检测分析，得到以各组分峰面积为纵坐标，以各组分在标准溶液中的实际浓度为横坐标的标准曲线及其线性回归方程；
五、样品预处理：对气相样品、液体样品、固体样品中的PAHs进行萃取、净化，得到待分析样品，装瓶备用；
六、实际样品检测：根据步骤二设定的质谱参数和步骤三设定的气相参数，使用GC-MS/MS对步骤五得到的分析样品进行检测分析，确定分析样品中的PAHs种类，并根据其线性回归方程，计算得到其含量。


2.根据权利要求1所述的一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法，其特征在于，步骤二中所述第一类R-PAHs、第二类Me-PAHs、第三类N-PAHs和OH-PAHs的质谱参数相同，具体如下：离子源温度为280℃，电子能量模式使用调谐设置，电压为-70eV，溶剂延迟时间为3min，辅助加热器温度为300℃，碰撞气氮气流速为1.5mL/min。


3.根据权利要求1所述的一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法，其特征在于，步骤二中所述第一类R-PAHs的增益电压为1～13；步骤二中所述第二类Me-PAHs的增益电压为0.7～15；步骤二中所述第三类N-PAHs和OH-PAHs的增益电压为3～15。


4.根据权利要求1所述的一种利用气相色谱串联三重四级杆质谱检测环境介质中123种多环芳烃的方法，其特征在于，步骤三中所述第一类R-PAHs的气相参数如下：气相初始温度为80℃，保持2min，然后以20℃/min的速率升温至180℃，保持10min，再以10℃/min的速率升温至300℃，保持11min，运行时间为35min，后运行时间0min；步骤三中所述第二类Me-PAHs与第三类N-PAHs和OH-PAHs的气相参数相同，具体如下：气相初始温度为80℃，保持3mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子峰，王璐，滕雨芊，朱宁正，蔡明红，赵亚娴，李一凡，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23