基于散射、熒光光譜分析技術(shù)高靈敏檢測環(huán)境水樣中全氟化合物.pdf

1、全氟化合物（Perfluorinated chemicals, PFCs）自1960s以來，已廣泛用于工業(yè)（如被用作表面活性劑、聚合物添加劑和阻燃劑等）和商業(yè)領(lǐng)域中（如各種家居用品等）。其中，全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）是兩種典型的PFCs，也是多種PFCs在環(huán)境中最終的代謝產(chǎn)物。它們在全球廣泛分布，具有環(huán)境持久性、生物積累性、潛在的毒性及遠(yuǎn)距離遷移能力，可在環(huán)境中和生物體內(nèi)富集。此外，由于PFOA和PFOS比其他的P

2、FCs有更高的水溶性，因此可以很容易的在水環(huán)境中傳播擴(kuò)散。目前在廢水、地表水、地下水甚至自來水中均檢測到PFOA和PFOS。由其造成的環(huán)境污染問題近年來引起了人們的廣泛關(guān)注，并已被列入持久性有機(jī)污染物（POPs）。因此，開發(fā)一種簡單、快速、高靈敏檢測PFCs的方法非常重要，這在環(huán)境監(jiān)測和評估中也具有十分重要的意義。
　　本文基于共振光散射（RLS）技術(shù)和熒光分析技術(shù)建立了檢測PFCs的光譜分析方法，探討了體系的作用機(jī)理并將方法應(yīng)用

3、于環(huán)境水樣中PFCs含量的分析測定，具體內(nèi)容包括如下：
　　（1）報(bào)道了一種基于結(jié)晶紫（Crystal violet, CV）染料檢測PFOA的RLS分析方法，該方法具有簡單、高速、低成本等優(yōu)點(diǎn)。在pH為3.23的BR緩沖溶液中，PFOA通過靜電及疏水間的相互作用與質(zhì)子化的CV結(jié)合生成離子締合物，導(dǎo)致體系散射信號增強(qiáng)。并分別在277.0 nm，320.0 nm和507.0 nm處出現(xiàn)三個(gè)散射信號峰。三個(gè)峰處的IRLS均隨PFOA濃

4、度的增加而增加，且分別在1.0~20.0μmol/L(R12=0.9985)，0.10~25.0μmol/L(R22=0.9998)和1.0~20.0μmol/L(R32=0.9971)濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。隨著PFOA濃度增加，在320.0 nm處的IRLS信號比在277.0 nm和507.0 nm處的IRLS信號更靈敏。因此，在本實(shí)驗(yàn)中選擇320.0 nm作為定量分析波長，最低檢出限為11.0 nmol/L。據(jù)此建立了PFOA的RL

5、S分析方法。利用紫外/可見光譜、掃描電鏡顯微成像（Scanning electron microscope, SEM）對實(shí)驗(yàn)機(jī)理進(jìn)行了探討，并優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件。該方法簡單、快速、且成本低廉，并成功地用于自來水和嘉陵江水樣中PFOA的測定?；厥章试?1.36~104.8%之間，RSD≤4.04%。
　　（2）研究了甲基綠（Methyl green, MG）與PFOS相互作用后共振光散射（Resonance light scatteri

6、ng, RLS）光譜的變化，據(jù)此建立了檢測PFOS的RLS分析方法。該方法簡單、快速，并具有極高的選擇性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在pH為6.86的Britton-Robinson（BR）緩沖溶液中，PFOS與質(zhì)子化的MG通過靜電引力和疏水作用力形成離子締合物，在272.0 nm、330.0 nm和504.0 nm三個(gè)波長處的IRLS均隨PFOS濃度的增加而增加，并分別在0~3.0μmol/L(R12=0.9999),0~25.0μmol/L(R22

7、=0.9959)和0~15.0μmol/L(R32=0.9910)濃度范圍內(nèi)成正比。由于在330.0 nm處的IRLS信號比在272.0 nm和504.0 nm處的IRLS信號更靈敏、線性范圍更寬。因此，在本實(shí)驗(yàn)中選擇330.0 nm作為定量分析波長，檢出限為50.0 nmol//L。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，PFOS可與MG通過靜電作用和疏水間的相互作用導(dǎo)致體系的RLS強(qiáng)度增加，而PFOA以及其他的全氟類化合物并不能與MG作用，對本體系的RLS也無

8、影響。據(jù)此實(shí)現(xiàn)了對PFOS的選擇性檢測。該方法成功地用于自來水和嘉陵江水樣中PFOS的測定，回收率在98.81~107.38%之間，RSD≤4.36%。
　?。?）利用水溶性的巰基乙胺（CA）包被的碲化鎘量子點(diǎn)（CdTe QDs）設(shè)計(jì)了一種簡單快速的熒光探針，用于檢測環(huán)境中的痕量全氟化合物（PFCs）。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在pH3.23的BR緩沖溶液中，隨著PFCs濃度增加，CdTe QDs的熒光強(qiáng)度呈下降趨勢，并分別在PFOA和PFOS濃

9、度為0~10.0 nmol/L(R12=0.9996)和0~15.0 nmol/L(R22=0.9991)的范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，最低檢出限分別為32.02 pmol/L(S/N=3)和43.96 pmol/L(S/N=3)。此外，在相同條件下，PFCs通過靜電作用與該QDs形成離子締合物，導(dǎo)致RLS強(qiáng)度顯著增加，在372.0 nm處，增強(qiáng)的IRLS分別在 PFOA和 PFOS濃度范圍為0~5.0 nmol/L(R12=0.9973)和0~