有机污染物稳定同位素在线测试技术研究.pdfVIP

2013年 4月 岩 矿 测 试 Vo1．32．No．2 April2013 R0CK AND MINERALANALYSIS 192 ～202 文章编号：0254—5357(2013)02—0192—12 有机污染物稳定同位素在线测试技术研究 方晶晶1,2,3，周爱国 ， ，刘存富 ，甘义群 ，周建伟 ，蔡鹤生 ，刘运德 ，张彦鹏 (1．中国地质大学(武汉)环境学院，湖北 武汉 430074； 2．中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北 武汉 430074； 3．中国地质大学(武汉)研究生院，湖北 武汉 430074) 摘要：为了识别环境 中有机污染物的来源和迁移转化，在线的单体稳定同位素分析(CSIA)是必不可少的 关键技术，但是在实际应用中还存在问题。本文评价了目前 已经开发的6种在线测定单体稳定同位素仪器 的发展动态，包括气相色谱 一同位素比值质谱计(GC—IRMS)、液相色谱 一同位素比值质谱计 (LC—IRMS)、 直接 引进 一气相色谱 一同位素比值质谱计 (DI—GC—IRMS)、气相色谱 一四极杆质谱计 (GC—qMS)、气相 色谱 一多接收器电感耦合等离子体质谱计 (GC—MC—ICPMS)、气相色谱 一光强衰荡光谱仪 (GC—CRDS)。 提出了在线测试中的5个值得注意的问题 ：① 样 品的预富集；② 气相色谱 (GC)和液相 色谱 (LC)分离； ③ 多种仪器和多种方法选择使用；④ 有机化合物稳定同位素标准物质的开发；⑤ 安全保障。提出了三点 建议：一是大力发展直接注入而不经过燃烧的有机污染物 同位素测试技术，例如GC—qMS和 GC—CRDS 技术；二是继续开发研究GC—MC—ICPMS测定有机氯和有机溴同位素技术；三是快速研制有机化合物稳定 同位素的国际标准物质。本文认为，在进行单体化合物同位素研究时应作多元素的同位素分析，而其最优 的 选择是采用直接样品注入而不经过燃烧的测试技术。 关键词：有机污染物；单体稳定同位素分析；单体多元素同位素；质谱技术 中图分类号 ：0656．21；0657．63 文献标识码 ：A 单体稳定同位素分析 (CSIA)是研究环境有机 1 有机化合物中常见元素同位素及其测试 污染物来源和迁移转化的关键技术 。。 ，最近几年 仪器动态 得到了长足的发展。一些常见污染物，例如燃料、氯 原则上讲，以天然丰度存在的大多数元素都 代溶剂、农业化学品(除草剂、杀虫剂、化肥等)和炸 能够进行单体同位素 比值测量(表 1)[6-7]。 药，其中C、N和H元素同位素的在线测试已成为常 规方法 。但是另外一些有机化合物的0、S、C1和Br 表 1 有机化合物中常见元素的稳定同位素系统和同位素 元素的同位素分析都遇到了挑战：一是制备供质谱 天然丰度比值 测定的气体困难 ；二是测样 困难 ；三是缺乏已知溴同 Table1 Stableisotopesystemsandnaturalabundanceisotope 位素组成的有机标准物质。 目前有机污染物稳定同 ratiostbrtypicalelementsinorganiccontaminants 位素测试技术现状表明，很有必要总结已有成果，找 出存在的问题，展望未来的发展方向。本文对现有 的稳定同位素在线测试仪器的基本原理、结构、特征 作简略介绍，并评价其应用和存在问题，同时提出有 机污染物稳定同位素在线测试技术中的关键问题和 未来的研究方向。 收稿 日期 ：20l2—03—12；接受 日期 ：2012—08—16 基金项 目：国家 自然科学基金项 目41002083 作者简介：方晶晶，博士研究生 ，主要从事环境地质和同位素水文地质的学习与研究。E-mail：fangjingjing0720@163．CO[II。 通讯作者 ：周爱国，教授 ，博士生导师，主要从事环境地质和同位素水文地质研究。E-mail：aiguozhou@cug．edu．cn。 第2期 方晶晶，等 ：有机污染物稳定同