土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的測(cè)定(一) 色譜法:是一種分離技術(shù),將混合物分離為單獨(dú)的化合物組分的技術(shù)應(yīng)用于分析化學(xué)。 分離原理:混合物中各組分在兩相間(流動(dòng)相和固定相)進(jìn)行分配,當(dāng)流動(dòng)相中所含混合物經(jīng)過固定相時(shí),就會(huì)與固定相發(fā)生作用。由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異,與固定相發(fā)生作用的大小、強(qiáng)弱也有差異,因此在同一推動(dòng)力作用下,不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短,從而按先后不同的次序從固定相中流出。(1)按流動(dòng)相的物態(tài)分:氣相色譜法(流動(dòng)相為氣體)和液相色譜法(流動(dòng)相為液體):再按固定相的物態(tài),又可分:為氣固色譜法、氣液色譜法、液固色譜法和液液色譜法等。(2)按固定相使用的形式分:為柱色譜法、紙色譜法和薄層色譜法。(3)按分離過程的機(jī)制分:吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法和排阻色譜法等。在色譜圖上,兩個(gè)色譜峰之間的距離大,表明色譜柱對(duì)各組分的選擇性好;兩個(gè)色譜峰之間的距離小,表明色譜柱對(duì)各組分的選,擇性差。 在色譜分析中,色譜柱的選擇性表明它對(duì)不同組分的分離能力,可定量的用分離度(分辨率) R來表示:分離度綜合考慮了保留時(shí)間和基線寬度兩方面的因素。R≥1.5,才認(rèn)為兩個(gè)相鄰峰完全分離; 載氣用于傳輸樣品通過整個(gè)系統(tǒng),不同的檢測(cè)器最常用的載氣、尾吹氣及檢測(cè)器用氣。在氣相色譜中所用載氣的純度主要取決于色譜柱、檢測(cè)器和分析的要求。氣源:高壓鋼瓶(最好使用鋼瓶)和氣體發(fā)生器;凈化要求:熱導(dǎo)池檢測(cè)器、氦離子化檢測(cè)器、氬離子化檢測(cè)器都要求載氣中水分含量要控制在30~50 μg/mL,氫火焰離子化檢測(cè)器則要求把載氣、燃?xì)?、助燃?xì)庵械臒N類組分除去;電子捕獲檢測(cè)器,要除去載氣中電負(fù)性強(qiáng)的組分(如氧的含量要盡量壓低)。 凈化方式:為除去氣體中的雜質(zhì),要在氣源和儀器之間連接凈化裝置。通常用硅膠、分子篩、活性炭,按順序分段填充干燥管,就可滿足上述各種檢測(cè)器對(duì)氣體凈化的要求。 分子篩或活性炭吸附除去低分子有機(jī)化合物,用變色硅膠除去水蒸氣。凈化用的分子篩、活性炭和硅膠,經(jīng)過一定時(shí)間后,要注意檢查和更換,更換后的填料可以重新活化繼續(xù)使用,但是要注意除去填料中的粉末,避免堵塞氣路。② 進(jìn)樣系統(tǒng):進(jìn)樣器 氣體樣品進(jìn)樣(氣體形式存在的被測(cè)物,如天然氣、電廠氣、永久性氣體)1.氣體定量管進(jìn)樣(氣體進(jìn)樣閥):常用加熱的六通閥和十通閥連接定量管進(jìn)樣,將氣體樣品直接引入到氣相色譜系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)分離和檢測(cè)。利用氣體注射器、氣體采樣袋、樣品鋼瓶以及在線方式,將待測(cè)氣體注入到進(jìn)樣閥的樣品環(huán)內(nèi)。2.注射器進(jìn)樣:對(duì)氣體樣品常使用醫(yī)用注射器(一般用0.25、1、2、5 mL等規(guī)格)進(jìn)樣,此法優(yōu)點(diǎn)是使用靈活方便,缺點(diǎn)是進(jìn)樣量的重復(fù)性差(一般相對(duì)誤差為2%~5%)。液體樣品進(jìn)樣(有機(jī)溶劑中的待測(cè)物) 液體樣品多采用微量注射器進(jìn)樣,常用的微量注射器有1、10、50、 100 μL等規(guī)格。通過一些列樣品前處理手段(如凈化、萃取、濃縮),將待測(cè)物質(zhì)溶解到有機(jī)溶劑里,然后用進(jìn)樣針吸取一定量樣品(如1微升),直接注入到氣相進(jìn)樣口,液體樣品在進(jìn)樣系統(tǒng)內(nèi)的襯管內(nèi)瞬間氣化。頂空進(jìn)樣(水質(zhì)中的有機(jī)物) 將樣品(如水樣、土壤樣品)放入頂空瓶,加熱平衡一-段時(shí)間后,吸取樣品上層的氣體注入氣相色譜。吹掃捕集(動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣)(痕量,頂空進(jìn)樣仍達(dá)不到靈敏度) 將樣品放入吹掃管,使用吹掃氣體以一定的流速不停地通過樣品,將待測(cè)物吹掃到捕集阱中富集。吹掃富集過程結(jié)束后,通過對(duì)捕集阱進(jìn)行快速加熱,配合六通閥切換,讓載氣樣品反沖出捕集阱進(jìn)入到氣相色譜② 進(jìn)樣系統(tǒng):氣化室(有代表性和可重復(fù)性)將液體樣品瞬間氣化為蒸氣,氣化室實(shí)際上是一個(gè)加熱器。以一種可重復(fù)再現(xiàn)的方式將樣品進(jìn)入到氣相色譜柱中。分流/不分流進(jìn)樣口(接毛細(xì)管柱)最常用的進(jìn)樣口類型為分流/不分流進(jìn)樣口,需根據(jù)進(jìn)樣模式(分流/不分流)的不同選擇合適的襯管。② 進(jìn)樣系統(tǒng):分流/不分流進(jìn)樣口 當(dāng)使用開口管柱(俗稱毛細(xì)管柱)時(shí),由于柱內(nèi)壁涂漬或鍵合的固定相的量很少,柱容量低,為防止對(duì)樣品超載,必須使用專門制作的分流進(jìn)樣器。 當(dāng)樣品注入分流進(jìn)樣器以后,僅有極少部分的(微量)樣品(約占進(jìn)樣量的10%~ 1%)進(jìn)入毛細(xì)管柱,其余絕大部分樣品隨載氣由分流氣體出口逸出放空。分流比:在分流進(jìn)樣時(shí),進(jìn)入毛細(xì)管柱內(nèi)的載氣流量與放空的載氣流量之比。分析時(shí)使用的分流比范圍為1 : 10~1 : 100。這樣可避免毛細(xì)管柱的超載,以保持高柱效。隔墊:作用是當(dāng)進(jìn)樣針插入進(jìn)樣口內(nèi)時(shí),保持進(jìn)樣口的密封性即在進(jìn)樣隔墊和玻璃內(nèi)襯管之間增加了一個(gè)有一定阻力的放空毛細(xì)管,當(dāng)載氣進(jìn)入氣化室后,先經(jīng)過加熱塊預(yù)熱,然后大部分載氣進(jìn)入襯管將氣化樣品帶人色譜柱,同時(shí)也有部分載氣(約2 mL/ min)向上流動(dòng),并從隔墊下方吹掃過去,而從放空毛細(xì)管將隔墊排出的可揮發(fā)物吹掃出氣化室,此時(shí)樣品是在玻璃襯管內(nèi)氣化,而不會(huì)隨隔墊吹掃氣流失。 襯管:樣品氣化的地方,-般都是玻璃材質(zhì),內(nèi)部經(jīng)過去活化處理。 襯管石英棉可加速樣品氣化,有助于進(jìn)入氣化室的樣品分散均勻,防止注射器針尖的歧視現(xiàn)象,從而改善進(jìn)樣的重復(fù)性。此外,還可以防止進(jìn)樣墊的殘?jiān)氯V柱,起到保護(hù)色譜柱的作用。作用是讓大流量的氣體更好的進(jìn)入分流流路, 填充柱由不銹鋼或玻璃材料制成,內(nèi)裝固定相,一般內(nèi)徑為2~4 mm,長(zhǎng)1~3m。填充柱的形狀有U型和螺旋型二種。如:非甲烷總烴 毛細(xì)管柱又叫空心柱,分為涂壁,多孔層和涂載體空心柱。涂壁空心柱是將固定液均勻地涂在內(nèi)徑0.l~0.5mm的毛細(xì)管內(nèi)壁而成,毛細(xì)管材料由不銹鋼,玻璃或石英制成。與填充柱相比,其分離效率高、分析速度快。 常用的色譜柱為毛細(xì)管色譜柱,根據(jù)測(cè)定樣品的性質(zhì)選擇不同極性的色譜柱。④ 氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)——一種通用型檢測(cè)器 樣品和載氣經(jīng)過柱子后進(jìn)入FID的氫氣-空氣火焰中,氫氣-空氣焰本身只產(chǎn)生少許離子,但是當(dāng)有機(jī)化合物燃燒時(shí),產(chǎn)生的離子數(shù)量增加。極化電壓把這些離子吸收到火焰附近的收集極上,產(chǎn)生的電流和燃燒的樣品量在一定范圍內(nèi)成正比。用一個(gè)電流計(jì)檢測(cè)電流并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),送到輸出裝置。適用于:甲烷、非甲烷總烴、苯系物不適于:稀有氣體、O2、N2、N2O、H2S、SO2、CO、CO2、H2O、NH3、HCN等。④ 電子捕獲檢測(cè)器(ECD)——一種痕量檢測(cè)器 電子捕獲檢測(cè)器(ECD) 是一種選擇性檢測(cè)器,它僅對(duì)具有電負(fù)性的物質(zhì)(指化合物分子或原子對(duì)電子有強(qiáng)的親和力,而產(chǎn)生負(fù)離子的物質(zhì))有響應(yīng)信號(hào)。物質(zhì)的電負(fù)性愈強(qiáng),檢測(cè)器的靈敏度愈高。特別適用于分析多鹵化物、多硫化物、多環(huán)芳烴、金屬離子的有機(jī)螯合物。 電子捕獲檢測(cè)器內(nèi)部有一個(gè)鍍有63Ni的檢測(cè)器池,63Ni釋放β射線,柱流出的載氣和尾吹氣在β射線的轟擊下被電離,產(chǎn)生大量自由電子,這些自由電子在電場(chǎng)作用下流向檢測(cè)器的陽極,形成基礎(chǔ)電流,在一個(gè)脈沖回路中被收集并被測(cè)定。當(dāng)電負(fù)性組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí),與電子碰撞并捕獲電子,使基流下降,所以產(chǎn)生的電訊號(hào)是負(fù)峰,負(fù)峰的大小與樣品的濃度成正比。 火焰光度檢測(cè)器(FPD) 是一種高靈敏度,僅對(duì)含硫、磷的有機(jī)物產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的高選擇性檢測(cè)器。其適用于分析含硫、磷的農(nóng)藥及在環(huán)境分析中監(jiān)測(cè)微量含硫、磷的有機(jī)污染物。由火焰發(fā)光系統(tǒng)和光、電系統(tǒng)構(gòu)成。火焰發(fā)光系統(tǒng):包括火焰噴嘴、遮光槽、點(diǎn)火器等。光、電系統(tǒng):包括石英窗、濾光片和光電倍增管。檢測(cè)器(FPD):基于焰色反應(yīng) 火焰光度檢測(cè)器是利用富氫火焰使含硫雜原子或含磷雜原子的有機(jī)物分解,形成激發(fā)態(tài)分子,當(dāng)它們回到基態(tài)時(shí),發(fā)射出一定波長(zhǎng)的光。藍(lán)紫色光(波長(zhǎng)為350~430 nm,最大強(qiáng)度為394 nm)和綠色光(波長(zhǎng)為480~560 nm,最大強(qiáng)度為526 nm),經(jīng)濾光片(對(duì)硫?yàn)?94nm,,對(duì)磷為526nm)濾光,再由光電倍增管測(cè)量k特征光的強(qiáng)度變化,轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。此光強(qiáng)度與被測(cè)組成量成比例,它是以物質(zhì)與光的相互關(guān)系為機(jī)理的檢測(cè)方法。 數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過PC機(jī)使用專用軟件將檢測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換成色譜圖并進(jìn)行定性定量分析。常用的軟件有:隔墊:將樣品流路與外部隔開,進(jìn)樣針插入時(shí),能保持系統(tǒng)內(nèi)壓,防止泄漏,避免外部空氣滲入,污染系統(tǒng)。 為防止進(jìn)樣口漏氣,出現(xiàn)鬼峰等現(xiàn)象,需定期更換(進(jìn)樣不超過100次),進(jìn)樣口溫度不要超過隔墊的最高使用溫度。襯管: 襯管是進(jìn)樣口的中心,樣品在此氣化。當(dāng)出現(xiàn)峰形不好,樣品重現(xiàn)性差,出現(xiàn)鬼峰等問題時(shí),需更換襯管。更換襯管時(shí),注意襯管頂部的密封墊,若老化或漏氣,需及時(shí)更換。石墨墊: 色譜柱與色譜系統(tǒng)連接處靠密封墊密封,其需提供無泄漏的密封效果,適合各種外徑的色譜柱,與色譜柱或接頭不粘連,且耐溫度變化。石墨墊損壞會(huì)造成水、空氣滲入系統(tǒng),破壞色譜柱,污染色譜儀,需時(shí)常更換。更換石墨墊時(shí),由于色譜柱的內(nèi)徑不同,選擇相對(duì)應(yīng)的石墨墊。色譜柱在使用過程中,柱溫不要超過色譜柱最高使用溫度。色譜柱不使用時(shí),堵上柱子兩端,保護(hù)柱子中的固定液不被氧氣和其它污染物所污染。長(zhǎng)期未用的色譜柱使用時(shí),需對(duì)色譜柱進(jìn)行老化,老化時(shí),接檢測(cè)器一端需松開。 加速溶劑萃取是用溶劑對(duì)固體、半固體的樣品進(jìn)行提取的技術(shù)。 通過選擇合適的溶劑,并增加溶劑的溫度和壓力來提高提取過程的效率。 具有應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?、速度快、使用溶劑少的特點(diǎn)。 有利于克服基體效應(yīng),加快解析動(dòng)力學(xué),提高溶質(zhì)的溶解能力。 降低溶劑粘度,加速溶劑分子向基體中的擴(kuò)散。 使溶劑在其沸點(diǎn)以上時(shí)仍保持液態(tài)。 快速充滿提取池,有利于溶劑進(jìn)入低壓時(shí)封閉的微孔。 微波萃取是指利用微波能強(qiáng)化溶劑萃取效率,即利用微波加熱來加速溶劑對(duì)固體樣品中目標(biāo)物的萃取過程。 微波加熱具有選擇性,溶質(zhì)和溶劑的極性越大,對(duì)微波的吸收越大,升溫越快,促進(jìn)了萃取速度;而對(duì)于不吸收微波的非極性溶劑,微波幾乎不起加熱作用。在選擇萃取劑時(shí)一定要考慮溶劑的極性,以達(dá)到最佳效果。 索氏提取器由提取瓶、提取管、冷凝器三部分組,提取管兩側(cè)分別有虹吸管和連接管。 利用溶劑回流及虹吸原理,對(duì)固體混合物中所需成分進(jìn)行連續(xù)提取,當(dāng)提取筒中回流下的溶劑的液面超過索氏提取器的虹吸管時(shí),提取筒中的溶劑流回到圓底燒瓶?jī)?nèi),即發(fā)生虹吸,隨溫度升高,再次回流開始,每次虹吸前,固體物質(zhì)都能被純的熱溶劑所萃取,溶劑反復(fù)提用,縮短了時(shí)間,提高了萃取效率。 氮吹儀利用氮?dú)馐且环N不活潑的氣體,能起到隔絕氧氣的作用,加強(qiáng)它周圍的空氣流動(dòng),提高它的溫度,就可以達(dá)到防止氧化的目的。同時(shí)采用對(duì)底部進(jìn)行加溫,而頂部用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃,通過氮?dú)獾目焖倭鲃?dòng)可以打破液體上空的氣液平衡,使液體揮發(fā)濃縮速度加快,迅速揮發(fā),從而達(dá)到讓樣品快速濃縮的目的。 主要用于在減壓條件下,連續(xù)蒸餾大量易揮發(fā)性溶劑。 將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶置于水浴中一邊旋轉(zhuǎn),一邊加熱,這樣可以增大蒸發(fā)面積,利于瓶?jī)?nèi)溶液擴(kuò)散蒸發(fā)。
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