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在环境监测中,通常采用什么方法测定该物质?

发布时间:2026-10-22 20:21:50 编辑作者:活性达人

1. 目标物性质与监测需求

3,3’-二氯二苯二硫醚(CAS 19742-92-8)的分子式为C₁₂H₈Cl₂S₂,结构为两个间位氯代苯环通过二硫键连接。该化合物具有中等蒸气压、低水溶性和较高的正辛醇/水分配系数(log Kow约4.5),属于典型的疏水性有机硫化物。在环境介质中,它主要来源于工业副产物、农药降解残留或含硫芳香族化合物的氧化转化。其环境归趋表现为易吸附于土壤颗粒和沉积物有机质,并可在水生生物脂肪组织中富集。因此,环境监测需要同时覆盖水、土壤、沉积物和生物样品,且测定方法须具备高灵敏度、高选择性和抗基质干扰能力。

2. 样品前处理技术

环境样品中该物质的浓度通常处于痕量水平(ng/L至μg/kg),且基质成分复杂,故前处理是决定测定准确性的关键步骤。

**液-液萃取(LLE)**适用于清洁水样。采用正己烷或二氯甲烷作为萃取溶剂,利用目标物在有机相与水相间的分配平衡实现富集。萃取前需调节水样pH至中性,避免酸性或碱性条件下二硫键断裂。萃取后经无水硫酸钠脱水,再经氮吹浓缩至合适体积。该方法的回收率稳定,但对脂溶性干扰物的共萃取程度较高。

**固相萃取(SPE)**是更受推荐的水样前处理方法。选择C18键合硅胶或亲水-亲脂平衡(HLB)吸附剂,目标物通过疏水作用和非特异性π-π作用被保留。上样前将水样通过0.45 μm玻璃纤维滤膜去除悬浮颗粒,并以甲醇或乙腈活化SPE柱。洗脱剂使用乙酸乙酯或丙酮,洗脱液浓缩后可直接进样。SPE相比LLE具有更高的富集倍数(可达1000倍)和更少的溶剂消耗,且易于自动化。

土壤和沉积物样品需先经冷冻干燥或无水硫酸钠研磨分散,再采用加速溶剂萃取(ASE)或超声波辅助萃取。ASE在高温(100℃)和高压(10.3 MPa)下以丙酮-正己烷(1:1,体积比)循环萃取,可显著提高传质效率,避免二硫键受热分解。萃取液需经过凝胶渗透色谱(GPC)或硅胶柱净化,以去除腐殖酸、脂质和多环芳烃等干扰物。GPC利用分子尺寸差异,使大分子干扰物先流出,目标物在特定保留窗口收集。

生物样品需先进行组织匀浆,随后用正己烷-丙酮混合溶剂萃取,再经酸性硅胶或佛罗里硅土柱净化,以分离脂肪和磷脂。为防止二硫键被还原,可加入少量三乙胺作为保护剂。

3. 仪器测定方法

气相色谱-质谱联用(GC-MS) 是测定该物质的首选方法。由于目标物具有挥发性和热稳定性,可经气相色谱直接分离。选用非极性或弱极性毛细管柱(如HP-5MS,30 m×0.25 mm×0.25 μm),以高纯氦气为载气,程序升温初始温度80℃维持1 min,以10℃/min升至280℃维持5 min。目标物在该色谱条件下保留时间约15.2 min。

质谱采用电子电离(EI,70 eV)模式,全扫描用于定性确认,选择离子监测(SIM)用于定量。目标物的特征离子为m/z 286(分子离子峰,相对丰度100%)、251(失去Cl后的碎片)、158(C₇H₅ClS⁺)和109(C₆H₅S⁺)。采用SIM模式监测m/z 286和251,以m/z 286作为定量离子。该方法的最低检出限(LOD)可达0.5 μg/L(水样)和1.0 μg/kg(土壤),完全满足环境质量标准要求。

GC-MS定量采用内标法,使用氘代标记物(如3,3’-二氯二苯二硫醚-d₆)作为内标。内标在萃取前加入样品中,可校正前处理损失和进样漂移。工作曲线的浓度范围为1~200 μg/L,线性相关系数r²≥0.999。

高效液相色谱-紫外检测(HPLC-UV) 适用于基质中目标物浓度较高或GC-MS条件不适用的情况。采用C18反相柱(150 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈-水(75:25,体积比),流速1.0 mL/min,检测波长254 nm。该波长下苯环的π-π*跃迁提供较强的吸收信号。由于目标物不含发色团和荧光团,紫外检测灵敏度较GC-MS低一个数量级(LOD约20 μg/L),因此仅推荐作为筛选方法。

对于存在共流出干扰的复杂样品,可采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行确证。使用电喷雾电离源(ESI)负离子模式,监测母离子m/z 285(M−H⁻)到子离子m/z 173(C₆H₄ClS⁻)的离子对。此方法无需衍生化,可在10 min内完成分析。

4. 质量控制与质量保证

所有测定过程须遵循以下措施:每批样品带空白样,以扣除溶剂和试剂中的背景污染;基质加标样回收率控制在70%~120%之间;平行样相对标准偏差应小于15%。标准溶液储存于-20℃棕色玻璃瓶中,使用前需检查是否存在氧化降解(表现为溶液颜色加深)。样品从采集到分析的保存时间不得超过7天,且需避光冷藏。

5. 结论

环境监测中测定3,3’-二氯二苯二硫醚的核心方法是固相萃取(水样)或加速溶剂萃取(土壤/沉积物)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)内标定量。该方法以特征离子比确证结构、以同位素稀释校正损失、以程序升温和选择性净化排除干扰,可实现对不同环境基质中该物质的痕量检测。若需更高通量且未配备MS检测器,可采用HPLC-UV作为替代,但须通过加标回收和色谱峰纯度验证保证结果可靠性。


相关化合物:3,3'-二氯二苯二硫醚

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