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色谱分析

用气相色谱法测定土壤和蔬菜中PAEs的含量

摘要:用气相色谱法对当地土壤和蔬菜中PAEs含量的测定,了解PAEs对土壤和蔬菜的污染情况,为污染物的控制和治理提供基本数据。通过对蔬菜进行不同时间洗涤实验的比较,找出比较合理的浸化学分离法，

泡时间和理想的洗涤材料,从而能减少蔬菜中PAEs的含量及对人体的危害。

关键词:PAEs;气相色谱法;蔬菜样品

PAEs(邻苯二甲酸酯Phthalic Acid Esters的简称,别名酞酸酯)是一类重要的有机化合物质,常见的有邻苯二甲酸二甲酯(DMP);邻苯二甲酸二乙酯(DEP);邻苯二甲酸二正丁酯(DBP);邻苯二甲酸二正辛酯(DOP);邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)和邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)。其中,最常见的是DBP和DEHP,为无色油状粘稠液体,一般难溶于水,易溶于有机溶剂,属中等极性物质。

1土壤和蔬菜中PAEs的来源

PAEs类有机物主要用作塑料的增塑剂,增大产品的可塑性和提高产品的强度,它在塑料中的含量仅次于高聚物如在聚氯乙烯(PVC)中的添加量,高达20%～30%;也可用作农药载体,驱虫剂、化妆品、香味品、润滑剂和去泡剂的生产原料。在塑料中PAEs与聚烯烃类塑料分子之间由氢键或范德华力连接,彼此保留各自相对独立的化学性,因此随着时间的推移,可由塑料中迁移到外环境,造成对空气、水和土壤的污染。目前,PAEs在全球主要工业园的生态环境中已达到了普遍检出的程度,过去一直认为PAEs的毒性低,因而毫无限制地生产,但近年来的研究结果表明多种PAEs具有一般毒性和特殊毒性。随着工业生产和塑料制品的使用,塑料垃圾大量增加,PAEs不断进入环境,已成为全球性最普遍的污染物之一,广泛存在于大气、水体、土壤、生物体等环境中。

PAEs的化学结构决定了其进入环境后的行为,对PAEs来说,水解作用、挥发作用和光解作用都不是它们的重要反应过程。据估计,PAEs的水解半衰期从邻苯二甲酸二乙基酯的3.2年到邻苯二甲酸-2-乙基己基酯的2000年不等。由于其较低的蒸气压,它们的挥发损失是很少的,或者几乎没有挥发损失。尽管目前尙没有见到有关PAEs光解作用的报道,但根据其在紫外光、可见光范围内没有光谱吸收这一现象可以推断,它们很难进行光化学反应,不可能通过光化转化。

2PAEs的生态毒性

2.1对动物的毒性

PAEs本身急性毒性较低,但在生物体内很容易降解为酞酸单酯、酞酸和醇而具有一定的毒性。动物实验表明,PAEs在大剂量情况下,对动物有致畸、致癌和致突变作用。其亚急性毒性主要表现为损害肝、肾、睾丸,抑制精子形成,影响生殖机能等。PAEs含有较弱的雌性荷尔蒙活性成分。对大白鼠的饲料投放DEHP后发现雌性大白鼠性周期延长,血清中雌性激素浓度减轻;妊娠大白鼠胎鼠死亡率上升,并出现畸形胎鼠。对雄性大白鼠投放DEHP以后,年轻雄性大白鼠出现精管委缩和前列腺重量减轻的症状。此外,动物试验还表明,PAEs具有影响生物体内分泌和导致癌细胞增殖的作用。对动物的生化效应主要表现为过氧化酶体增生、足细胞毒性、肝脏促进作用、抗雄激素等。

2.2对水生生物的毒性

动物和植物对PAEs都有一定的富集作用。生态模拟实验和单个物种的研究都表明PAEs能对水生植物和鱼类所富集。某些鱼类的生物富集因子高达102～104。

2.3对人体的危害

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PAEs对人体健康的影响是一个慢性的过程,需要较长的时间才会出现,而且可能通过胎盘和授乳产生跨代影响。

3PAEs对环境的污染

PAEs在大气中以气态和吸附于颗粒物上两种形态存在,对大气的污染主要来源于喷涂涂料、焚烧塑料垃圾和农用薄膜中增塑剂的挥发。世界各地的大气中都已检出PAEs,说明对大气的污染相当普遍。 地表水和地下水中的PAEs的来源:直接途径是含有该类化合物的工业废水的排放、固体废弃物的堆放和雨水淋洗以及PVC塑料的缓慢释放;间接途径是该类化合物首先排入大气,然后通过干沉降或雨水淋洗而转入水环境中。

4PAEs在环境中的迁移

PAEs在环境中的迁移情况与其烷基的长度和结构有很大关系。PAEs的正辛醇水分配系数Kow值与烷基的长度和结构相关,PAEs中烷基越长,Kow值越大。随Kow值的增大,也越易于被有机物吸附,在不同介质中的迁移速度也就越慢。由于PAEs的亨利系数低、沸点高和蒸气压低,所以只能缓慢的挥发到大气中,而存在于大气中的PAEs会强烈地吸附于颗粒物上,仅有少量以气态形式存在。在水底泥体系中,PAEs大多吸附于底泥上,特别是烷基链较长的PAEs。有人研究水中90%的DEHP吸附于底泥,底泥中有机碳含量越高,吸附越强烈。虽然PAEs在水中溶解度很低,但是在表层水中由于有机物的吸附或溶于水中的有机大分子的存在,而使其中PAEs的含量大为增加。PAEs在水底泥体系中的迁移情况Kp值有关,水底泥分配系数Kp分别为1.22和1400。分子量大,烷基链长的DEHP Kp值最高,说明其强烈地被吸附,难于迁移。而分子量小、烷基链短的DEP Kp值较小,它在该体系中迁移速度较快。 从文献报道中可以看出,我国对于环境中PAEs的研究已经取得了一定的成果,已建立了可靠的分析方法,并用这些方法在我国大气、饮用水和土壤等环境样品中检出PAEs。PAEs由于难以迅速降解,已成了地球上无处不在的污染物质。 PAEs能被植物吸收,并通过食物链进入人体,可能会对人体健康造成危害并扰乱生态平衡,必须引起人们的重视。

本文用气相色谱法对当地土壤和蔬菜中PAEs含量的测定,了解PAEs对土壤和蔬菜的污染情况,为污染物的控制和治理提供基本数据。通过对蔬菜进行不同时间洗涤实验的比较,找出比较合理的浸泡时间和理想的洗涤材料,从而能减少蔬菜中PAEs的含量及对人体的危害。 5土壤和生物样品的前处理技术

要将PAEs从生物体中提取出来,必须采用适当的提取方法,目前主要应用的是超声提取方法。对土壤样品中PAEs的测定,样品前处理与大气样品差不多,通常采用索氏提取或超声提取等方法初步富集分离后,再用硅胶-氧化铝双柱层析或微型硅胶柱层析进行预分离。土壤中PAEs的处理方法一般是将土壤样品风干,研磨后过筛,过去使用索氏萃取法,但该方法溶剂用量大,萃取时间长,易受污染,空白值大。采用超声萃取法萃取PAEs,溶剂用量少,空白值低,回收率在88.5%～105.0%之间。微波溶出法和超临界流体萃取是近几年发展起来的样品前处理技术,主要适用于固体或半固体样品。与传统的索氏萃取法和超声萃取法相比,微波萃取操作简便,溶剂消耗量少,样品处理量大。利用微波萃取技术萃取海洋沉积物和土壤中的PAEs,回收率较高。超临界流体萃取与液液萃取不同在于它的萃取剂是超临界流体。超临界流体萃取由于高效、快速、后处理简单,易于和其他仪器分析方法联用,可避免样品转移的损失,是一种很理想的样品前处理技术。

6气相色谱法

环境中PAEs的测试方法有分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法。分光光度法只限于PAEs总量的测定,色谱法的选择性强,可单独测定各种PAEs的含量。

气相色谱(GC)尤其是高分辨毛细管气相色谱是分析PAEs的有效方法之一。常用的检测器有电子捕获检测器(ECD)和氢火焰离子化检测器(FID),早期主要使用各种填充柱,上世纪八十年代以来,以弹性好、分离效率高的涂壁开口石英毛细管柱为主。在实际样品的测试过程

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中,可根据待测样品的特点,选择最佳的色谱条件。气相色谱法具有较高的灵敏度,但检测器易受其他有机物的污染,因而灵敏度变动较大,对样品的前处理要求较高。

7采样

7.1土样

菠菜大棚内的土样、黄瓜大棚内的土样均采于本市蔬菜基地。用采样器分别采 …… 此处隐藏：3434字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……