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新污染物17種全氟化合物的測定

2024.8.20

全氟化合物(PFCs)或全氟烷基表面活性劑(PFAS)是人造化學品，半個多世紀以來常應用于表面活性劑、阻燃劑、不粘鍋炊具涂料和紙包裝用涂料中。由于其不易降解，在過去十年左右的時間里，全氟化合物開始受到了大量關注。自來水、食物甚至人體血液中存在全氟化合物的報道引起了人們對全氟化合物在人體健康風險方面的擔憂。2023年，全氟化合物也被我國納入《重點管控新污染物清單(2023 年版)》，因此，分析生物和環(huán)境基質中的全氟烷基表面活性劑對于了解它們的最終去向、持續(xù)性和毒性至關重要。

本文采用?QSight 220 液質聯用系統(tǒng)建立了對于環(huán)境水中 17 種全氟類化合物快速的定性定量分析方法，根據保留時間及離子比率進行快速準確定性，通過定量離子色譜峰面積所制作的標準曲線進行準確定量，其檢出限完全滿足標準及相應的技術規(guī)范檢測需求，輕松應對日常檢測分析要求。

PART/1

樣品前處理

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樣品制備

將水樣通過 0.45 μm 尼龍過濾器過濾并離心處理，然后取上清液進行分析。

PART/2

LC-MS/MS儀器方法

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珀金埃爾默 LX50 UHPLC 參數:

色譜柱：

Brownlee SPP C18,2.1x100mm,2.7μm

延遲柱:

Brownlee SPP C18,3x50mm,2.7μm

表1 方法參考

質譜參數:

化合物質譜參數如下表：

表2 化合物質譜參數情況及保留時間

PART/3

結果與討論

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提取離子譜圖

本方法采用一針進樣，通過 Time Managed MRM 分段采集，獲得優(yōu)異的靈敏度和重復性。圖1中展示了部分化合物的 MRM 譜圖。各個化合物的峰型對稱，并獲得優(yōu)異的色譜分離效果，保證每個色譜峰上有足夠的采集點數，以便獲得準確的結果及優(yōu)異的重復性。

圖1.17種全氟化合物的提取離子色譜圖示例 (125ng/L)

標準曲線及定量限情況

圖 2 中展示了部分化合物的標準曲線情況，線性相關系數均大于 0.995，具有優(yōu)異的線性關系，保證結果的準確性。

圖2.部分化合物的標準曲線示例

表3采用定量限方法檢測的水中全氟烷基表面活性劑的檢測結果匯總(ng/L)

系統(tǒng)背景污染分析

系統(tǒng)污染是 LC/MS/MS 分析全氟烷基表面活性劑的主要問題。是由液相色譜系統(tǒng)中使用的管路、過濾器、配件甚至溶劑引起的。例如，聚四氟乙烯(PTFE)是幾乎所有液相色譜系統(tǒng)管路和過濾器常用的材料，它可能成為分析過程中全氟烷基表面活性劑污染的來源。為了解決這一污染問題，在混合閥和自動進樣器之間插入延遲柱(Brownlee,SPP C18,50x3mm,2.7μm)以阻擋泵中的全氟烷基表面活性劑。圖3顯示了此類情況下 PFDoDA 和 PFTriA 檢測中，LC 泵系統(tǒng)的背景污染示例，可見一個保留時間更長的小峰，這就是被延遲柱延遲的組分。這些間隔清晰的污染峰的特性可以通過定量離子和定性離子及其相應的離子比來確認。在本研究中，定性確認了PFHxDA、PFTA、PFUnDA、PFDA、PFOS、PFOA、PFHxS、PFPeA、PFBA 存在于背景污染中。

圖3.延遲柱隔離的系統(tǒng)背景污染示例

采用 LX-50 UHPLC 系統(tǒng)與 QSight 220 三重四極桿質譜儀聯用，開發(fā)了簡單而可靠的液相色譜質譜聯用(LC/MS/MS)方法，用于在低ng/L(或 ppt)濃度水平的飲用水或地表水中進行 PFAS 分析。此方法的定量限低于許多地方法規(guī)所規(guī)定的限值，適用性非常廣泛。

本研究有效地利用了 Simplicity 軟件的時間管理 MRM 模塊對飲用水或地表水樣品中的 17 種 PFAS 進行檢測。此功能省去了質譜分析法在樣品中多種分析物檢測的最佳駐留時間方面的優(yōu)化。從 ng/L 到 μg/L(或 ppt 到 ppb)水平條件下，定量限為 1-63 ng/L(或 ppt)的 17 種 PFAS 中大多數的校準曲線(R²>0.995)的線性良好。對于分析的幾個真實水樣，發(fā)現除了市售的瓶裝飲用水樣品之外，17種 PFAS 中至少有兩種被明確檢出。