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赛默飞世尔科技(中国)有限公司

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全新GC-MS/MS助攻保卫蓝色星球未来的终局之战
发布时间:2019-06-10        浏览次数:202        返回列表
 

不管是电影,还是科学事实,都在警告我们:那些被我们创造的,正在一点点吞噬我们,垃圾污染威胁着这颗星球的未来。Planet or plastic?垃圾的合理管控,也成为了蓝色星球保卫的终局之战。

中国人口众多,是垃圾产生大国,据环保部统计,2016年,中国214个大中城市生活垃圾产生量达到18850.5万吨。面对日趋严重的垃圾污染问题,中国自上而下,都在为保卫家园环境付诸行动:

作为过去30年的全球“垃圾工厂”,中国已于2018年1月开始禁止塑料和纸张等大多数外国的可回收固体废料进入中国;多个重点城市早已开始出台生活垃圾分类管理实施方案或行动计划,今年7月1日,《上海市生活垃圾管理条例》将正式实施,生活垃圾分类迈入“法治时代”;作为每一个居民,除了减少对一次性塑料用品的使用之外,最重要的就是积极执行垃圾分类。通过垃圾分类,可以把有用物资,如纸张、塑料、玻璃、金属等重新回收利用,把废旧电池、过期药品等有毒物质集中处理,最重要的是,通过垃圾分类减少垃圾回收过程中的危害。

 

以垃圾焚烧为例,垃圾焚烧本身是一个相对环保的垃圾处理方式,固体垃圾通过高温加热转化成灰烬、烟尘和热量,通过焚烧可以减少80-85%的垃圾质量,减小95-96%的体积,极大节省了垃圾填埋空间,焚烧垃圾带来的热量本身也是极大的能量来源。但,前提是垃圾分类!如果没有在焚烧前进行垃圾分类,以去除有害的、体积庞大的或可再生的原料,垃圾焚化炉又没有足够的尾气净化和有效的焚烧流程控制,那么垃圾焚烧不仅会产生PM 2.5、重金属等空气污染物,更会导致剧毒二噁英类物质的释放。

二噁英,被世界卫生组织列为人类一级致癌物,对人体有极强的致癌、致畸、致突变作用。二噁英类物质有众多同族体,2,3,7,8 位氯取代的二噁英同族体毒性远远高于其它结构的,WHO 规定共有17 种二噁英同族体和12 种多氯联苯同族体(Dioxin-like PCBs)是有毒的二噁英类化合物。

向二噁英类化合物再次发起进攻 

气相色谱- 高分辨磁式质谱仪(GC-HRMS,磁质谱)因其高分辨率、高灵敏度和绝佳的稳定性,一直以来都是二噁英检测的“黄金标杆”。 赛默飞全新三重四极杆气质联用仪TSQ 9000,紧跟老大哥双聚焦高分辨磁式质谱仪DFS的步伐,在守护蓝色星球未来的环境保卫战中,向二噁英类化合物(PCDDs,PCDFs,Dioxin-like PCBs)再次发起进攻。

二噁英全流程解决方案(点击查看大图)

全新高灵敏度离子源(AEI源)

TSQ 9000配备全新高灵敏度离子源(AEI),一改传统离子源设计,采用与灯丝方向一致的大体积回旋磁铁设计,并使灯丝与离子束在同一直线上,独特的设计增长电离距离,大大提高了离子化效率和聚焦能力,从而显著地提高了仪器的灵敏度,大大提高了分析低浓度二噁英样品的能力。

AEI源                            常规EI源

 

图1.AEI源与常规EI源( ExtractaBrite源)的比较

 

选用高分辨磁质谱DFS的验收标样——20 fg/μL  2,3,7,8-TCDD,连续进样8 针,进样量1 μL,通过峰面积及离子比率对TSQ 9000  AEI系统进行灵敏度和稳定性的考察,结果如图2 所示,即使在极低浓度下,2,3,7,8-TCDD 的峰型依然出色,峰面积RSD% 为3.42%,离子比率RSD% 为2.83%。

图2-a.连续8针20fg 2,3,7,8-TCDD重复进样色谱图

图2-b.连续8针20 fg 2,3,7,8-TCDD重复进样的定量峰面积(321.89->258.93)及离子比率(点击查看大图)

TSQ 9000 GC-MS/MS系统出色的色谱分离

采用Thermo Scientific™ TG-Dioxin 色谱柱、选用EPA 1613 的标准溶液进行实验,CS1 标准溶液的总离子流图如图3-a 所示。1,2,3,4,7,8-HxCDF 与1,2,3,6,7,8-HxCDF 在CS1 标准溶液和沉积物实际样品中的分离效果如图3-b 和图3-c 所示。1,2,3,4,7,8-HxCDF 和1,2,3,6,7,8-HxCDF 的分离度均优于75%,满足二噁英类化合物测定的分离度要求。

图3-a.标准溶液(EPA1613 CS1 )中17种二噁英

及其同位素的总离子流图(TIC) (点击查看大图)

图3-b.标准溶液EPA1613 CS1)中4种1,2,3,4,7,8-HxCDF与1,2,3,6,7,8-HxCDF的分离效果

图3-c.沉积物实际样品中4种1,2,3,4,7,8-HxCDF

与1 ,2,3,6,7,8-HxCDF的分离效果(点击查看大图)

承袭自高分辨磁质谱的专业POPs数据处理软件——Target Quan

二噁英类化合物的定量采用最严谨的同位素稀释分析法二级内标法进行, TargetQuan 3.2 软件是专门为POPs 定量分析设计,软件可以清晰地展示化合物之间的内标依赖关系,并轻松地进行积分、定量参数编辑。

 

图4-a.TargetQuan软件截图(二级内标法)

 

准确的定量结果

实验分析EPA 1613 系列标准品,二噁英待测物及其同位素化合物的响应因子为0.88-2.13,相对标准偏差小于10%,实际样品测试亦显示出方法良好的重现性和回收率。部分土壤样品的测试在TSQ 9000 GC-MS/MS和高分辨磁质谱上同时进行,以验证TSQ 9000 AEI系统分析二噁英类的结果准确性,定量结果以总毒性当量值(TEQ值,单位WHO-TEQ pg/g)显示。如图5-a 和图5-b 所示,GC-MS/MS 和GC-HRMS 的检测结果匹配程度较好,两者实测总TEQ值偏差< 5%,充分证明配备AEI 源的TSQ 9000 GC-MS/MS 系统在二噁英分析中的可靠性。

 

图5-a.土壤样品a的定量结果(点击查看大图)

( GC-MS/MS with AEI与GC-HRMS对比)

图5-b.土壤样品b的定量结果(点击查看大图)

( GC-MS/MS with AEI与GC-HRMS对比)

 

TSQ 9000 AEI系统GC-MS/MS其无与伦比的灵敏度和稳定性,完全满足EU法规中对二噁英类筛查和确证的要求。诚然,现今环境领域二噁英分析的法规还多建立在高分辨磁质谱上,但关乎蓝色星球未来的环境保卫战必然是一场旷日持久之战,法规未动,仪器先行,经典的二噁英分析重器(DFS)犹在,充斥着创新精神的二噁英检测利器(TSQ 9000 GC-MS/MS AEI系统)也早已磨刀霍霍,等待检验。

环境问题无小事,减少二噁英排放,从垃圾分类开始。7月1日,垃圾分类,你准备好了吗?

 

终局之战,Are you ready?

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