《仪咖说》PFAS追踪者——离子色谱篇有幸邀请到哈尔滨工业大学(深圳)陈白杨老师,分享其正在PFAS检测中离子色谱技能的使用与面对的寻事。直播告终后,咱们还希奇邀请陈老师进一步分享其最新筹议收效。
被称为永远化学品的全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS),依靠碳-氟键的超强不变性,使PFAS自20世纪40年代发端通常用于食物包装、化妆品、打扮、消防泡沫等方面。但恰是这种难降解个性,使其通过包装转移、工业排放等途径,悄悄渗入到饮用水、母乳以致人体血清中。多项筹议证据,PFAS会对人类的大脑、生殖器官等发作不良影响,变成生育才能低落、免疫响应低落乃至诱发肿瘤和癌症。PFAS对人类和处境的损害仍旧惹起很多国度与国际构造的通常眷注,越来越多的PFAS被列入管控清单。
仪器音讯网于2025年3月19日希奇推出了《仪咖说》第50期:PFAS追踪者——离子色谱篇的专题直播。本次直播有幸邀请到哈尔滨工业大学(深圳)陈白杨老师,分享其正在PFAS检测中离子色谱技能的使用与面对的寻事。直播告终后,咱们还希奇邀请陈老师进一步分享其最新筹议收效。
自2010年发端,中国处境科学筹议院等机构就编造地展开PFAS污染筹议事情,处境部和商场拘押总局也陆续更新检测圭臬。比方,2022年推行的《存在饮用水卫生圭臬》(GB 5749-2022)法则,饮用水中PFOA(全氟悲伤)的最大污染限值(MCL)为80 ng/L,全氟辛烷磺酸(PFOS)的MCL为40ng/L,均展现了国度对PFAS类物质的珍贵。
目下,PFOA的紧要检测方式有光学技能、电化学传感器和色谱明白。正在这些方式中,液相色谱(LC)与气相色谱(GC)因为拥有高灵巧度和优越遴选性而被通常使用。LC平常与固相萃取(SPE)相联合以巩固LC-MS/MS的检测才能,只是其本钱较高,并且水中脂类会压抑PFOA电离从而影响接受率。GC则需求举办衍生化以普及PFOA的挥发性,这个经过既繁琐又耗时。以是,急需一种低本钱、不易受滋扰且合用于惯例尝试室的取代方式。
离子色谱(IC)正在PFAS检测中拥有特别上风。它基于离子互换道理,对阴离子型PFAS(如全氟羧酸类PFCAs、磺酸类PFSAs)有很高的遴选性。其操作简略,可同步检测PFAS、氟离子以及其他滋扰离子(如氯离子、硫酸根)。然而,正在处置繁杂基质时,需求驯服一个题目,即何如应对大宗(mg/L级别)共存离子对痕量PFAS(ng/L级别)的滋扰。对此大凡有两种对策:一是正在前处置阶段高效去除滋扰物并富集PFAS(如采用SPE或LLE);二是使器材有重大定性定量甄别才能的检测器(如MS)。当然也能够两者联用,达成最低的检出限或最高的灵巧度。
以PFOA为例,其酸解离常数(pKa)为2.8。正在pH
pKa的洗脱液(如KOH)中,PFOA去质子化,于是能被阴离子互换柱(AEC)分辨,并由电导检测器测定。只是,电导检测器检测PFOA拥有显然限度性,其检测PFOA的定量限仅为0.01-0.1 mg/L(相当于10 -100ppb),这也许比MS/MS检测器低1-2个数目级,难以知足痕量检测需求(比方美国EPA最新法则的4 ng/L限值)。以是,正在IC明白前将PFOA富集至检出限以上水准至闭首要。
液-液萃取是一种基于溶化度差此表经典分辨技能。它借帮方向化合物正在互不相溶的液相之间转移,从而达成富集和纯化。该技能正在处境、食物和造药明白范畴被通常使用,特别合用于水溶液中有机污染物的提取。液-液萃取固然操作简明且本钱较低,但萃取后的样品仍存于有机溶剂(即萃取剂)之中,因为有机溶剂与水不相容,以是并不适合直接注入以水相为滚动相的离子色谱柱,不然也许以致柱子失效并变成仪器阻塞。
此水-油-水新型萃取方式的症结道理与目标如下: 1)将水样的pH值低落至全氟悲伤(PFOA)的pKa以下,以此普及PFOA的富集效用,而且去除那些不会被质子化的无机离子,如Cl⁻、SO₄²⁻、HCO₃⁻等; 2)优化第二步萃取,从而普及PFOA从甲基叔丁基醚(MTBE)有机相向碱性水相的转变,以达成PFOA的进一步富集; 3)删除PFOA正在尝试修立中的吸附失掉,进而低落偏差并普及接受率。最终,该方式增进达成了约10 ng/L级此表全氟悲伤(PFOA)富集和IC检测。其整体检测效率和道理方式详见论文:
线 μg/L规模内线),仪器检测限(IDL)为3.13 μg/L,定量限(LOQ)为9.2 μg/L。
比拟SPE-LC-MS/MS(单样品本钱约200元),本方式本钱低落90%以上(20元/样)。
对瓶装水、自来水和河水样品的加标检测结果与SPE-LC-MS/MS高度一概(R²=0.989),表明方式牢靠性。
3. 本质使用案例正在某河道水样检测中,本方式检出PFOA浓度为15.3 ng/L,亲密SPE-LC-MS/MS结果(16.1 ng/L)。别的,使用于某水厂处置工艺评估,创造活性炭吸附对PFOA的去除率为68.2%,与古代方式结果(70.5%)吻合优越,证据该方式合用于水处置经过监控。
五、结论与预测基于液液萃取-反萃取-离子色谱的方式正在优化萃取前提与检测流程后,所有可达成痕量PFOA的高效富集与凿凿定量。
其低本钱、易操作的特色为下层尝试室举办PFAS惯例监控供给了一种取代计划。咱们他日将进一步拓展该方式对其他短链PFAS(如PFOS、PFHxS)的检测合用性,并找寻其正在繁杂基质(如泥土、生物样品)中的使用潜力。