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1983年,中国政府明令禁止有机氯农药(OCPs)的生产,然而其难降解与高毒性的特点意味着灾难并未真正因此结束。有机氯农药为自然界中含量低,属于典型的痕量有机污染物,存在着分析检测上的难题。本文利用自行研制的有机氯农药的吸附剂--磁性双金属多孔碳材料(CNCo),经过磁固相萃取(MSPE)和实验参数优化,建立了一套简易高效的分析方法(本文简称CM法,下同),突破了这一分析技术上的瓶颈,并初步应用于垃圾填埋场区的地下水的分析与检测工作,取得初步成效。 1.新材料研制及其优点:由含Co元素的沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-67)与含Zn元素的沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8)的合成方法及性能得到启发,研究合成含 Zn,Co双金属元素的沸石咪唑酯骨架结构材料(BMZIF)。经过700℃的高温碳化形成磁性双金属多孔碳材料(CNCo)。此材料具有多孔性及高比表面积的优点,是可吸附环境水中的多种 OCPs的理想材料(国内对此材料的研究为空白);又因CNCo具有较强磁性,便可通过磁固相萃取法(MSPE)来进行环境水样的前处理工作,与传统的液液萃取或固相萃取法相比,大大节省了前处理时间;同时,前处理所需要的样品体积(10ml)与解析液体积(2 ml)很少,大大降低了操作难度以及化学试剂对人体的毒性;并且,CNCo材料可清洗后反复利用,绿色环保。 2.参数优化与方法学:磁固相萃取实验的参数影响甚至决定萃取效率。因此,萃取时间与温度,溶液的离子强度等实验参数利用响应面法,通过三维立体图形展现影响萃取效率的最优条件;解吸溶剂的类型与吸附剂的用量通过柱状图对比法优化出最佳条件。在此条件下,本文开发的CM法显示出良好的线性关系(相关系数r>0.99),低检出限(0.39-0.70 ng·L-1,S/N=3:1),低定量限(1.45-2.0 ng·L-1,S/N=10:1),高精密度(相对标准偏差<10%)。 3.应用实践:新方法应用于环境水样(自来水,工业废水)以及饮用水样(茶水,梨汁)的分析,效果显著。并将某垃圾填埋场作为研究区,在开展水文地质调查基础上,采集地下水与地表水样17组(点),利用CM法进行前处理并检测。与传统的国家标准方法相比,该分析方法大大节省了水样的前处理时间和用样量,且无需萃取试剂,降低了检出限,提高了精度。这些结果说明CM法能够安全快速定量检测水样中的痕量OCPs。 4.结果表明:以双金属磁性多孔碳材料 CNCo作为吸附剂,通过磁固相萃取的前处理方法,借助三重串联四级杆气相色谱质谱联用仪(GC-MS/MS)的CM法,对于环境水样中OCPs残留状况的分析检测十分奏效,克服了传统分析方法中前处理时间长,检出限高,浪费试剂,污染环境、存在安全隐患的种种缺点,通过对某垃圾填埋场区的地下水的分析与检测证实,该方法具有重要价值。