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室內(nèi)空氣中氟調(diào)聚醇及全氟和多氟烷基化合物的分析
閱讀：45 發(fā)布時(shí)間：2025-6-4摘要使用 Agilent 8890 GC 與 Agilent 7000E GC/TQ 的聯(lián)用系統(tǒng)分析了室內(nèi)空氣樣品中的氟調(diào)聚醇 (FTOH)。GERSTEL TD Core System 能夠?qū)Νh(huán)境空氣進(jìn)行熱脫附 (TD) 進(jìn)樣，而 GC/TQ 系統(tǒng)則為這些復(fù)雜樣品提供了高選擇性。四種目標(biāo) FTOH 化合物均獲得了良好的回收率 (87.5%–115.4%) 和重現(xiàn)性，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD) 在 4.20%–10.2%之間。室內(nèi)空氣樣品采集自不同的地點(diǎn)。每個(gè)樣品中至少檢測(cè)到一種 FTOH 化合物。這表明室內(nèi)空氣中普遍存在 FTOH 化合物，需要如本研究中的分析方法來(lái)應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期暴露于低濃度 FTOH 可能帶來(lái)的公共健康問(wèn)題。
前言FTOHs 是一類全氟和多氟烷基化合物 (PFAS)。FTOH 化合物常用作其他 PFAS 化合物的前體，例如全氟羧酸 (PFCA)，包括全氟辛酸 (PFOA) 和全氟己酸 (PFHxA)。由于 FTOH 化合物具有防水、防油的特點(diǎn)，也常作為各種工業(yè)應(yīng)用的原材料。隨著空氣中的 PFAS 受到越來(lái)越多的關(guān)注，分析化學(xué)領(lǐng)域針對(duì)PFAS 的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)也快速發(fā)展?，F(xiàn)有的方法，例如美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局 (EPA) 的其他檢測(cè)方法 50 (OTM-50) 常用于檢測(cè)固定污染源空氣排放中的揮發(fā)性含氟化合物和短鏈 PFAS 化合物[1]。由于許多家用產(chǎn)品和消費(fèi)品中都會(huì)使用 PFAS，監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣中的 PFAS 很可能成為未來(lái)的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。環(huán)境和室內(nèi)空氣中揮發(fā)性 PFAS 的濃度可能很低，因此需要采集大量空氣來(lái)進(jìn)行分析。熱脫附技術(shù)是一種理想的大體積采樣技術(shù)，它將空氣吸入填充有吸附劑的吸附管中，然后使用GC/MS 進(jìn)行分析。然而，采樣過(guò)程中大量的基質(zhì)也會(huì)被吸入吸附管中，這可能引起殘留問(wèn)題并干擾分析物的信號(hào)。使用GC/TQ 可以在很大程度上消除這些干擾和背景噪音，同時(shí)提高檢測(cè)的特異性。降低噪音還可以降低檢出限，這在測(cè)定空氣中的低濃度 PFAS 時(shí)至關(guān)重要。本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)介紹了一種用于測(cè)定室內(nèi)空氣樣品中 FTOH 的熱脫附 GC/TQ 方法。通過(guò)成功分析多個(gè)實(shí)際的室內(nèi)空氣樣品，證明了該分析方法的有效性。
實(shí)驗(yàn)部分儀器采用 Agilent 8890 GC 與 Agilent 7000E GC/TQ 的聯(lián)用系統(tǒng)分析了室內(nèi)空氣中的 FTOH。該系統(tǒng)配備用于 TD 進(jìn)樣的GERSTEL TD Core System，該熱脫附系統(tǒng)針對(duì)環(huán)境空氣分析進(jìn)行了優(yōu)化。GC 和 MS 方法參數(shù)詳見(jiàn)表 1 至表 3。
4:2 FTOH、6:2 FTOH、8:2 FTOH 和 10:2 FTOH 來(lái)自AccuStandard (New Haven, CT)。10:2 FTOH [M + 4] 購(gòu)自Wellington Laboratories (Guelph, ON, Canada)。TD 吸附管標(biāo)樣配制使用 10 µL 注射器將 3 µL 校準(zhǔn)標(biāo)樣和內(nèi)標(biāo)加入到已老化的 TD吸附管中。使干燥氮?dú)庖?40 mL/min 的流速通過(guò)吸附管，持續(xù) 3 分鐘。樣品前處理使用 10 µL 注射器將 3 µL 內(nèi)標(biāo)加入到已老化的 TD 吸附管中。將經(jīng)過(guò)老化的 PFAS 專用 TD 3.5+ 吸附管連接到可調(diào)的低流量三位管支架上，該支架連接到 SKC Pocket Pump TOUCH 采樣泵。使空氣以 40 mL/min 的流速通過(guò) TD 3.5+ 吸附管進(jìn)行采樣，持續(xù) 24 小時(shí)。樣品引入在不分流模式下，以 50 mL/min 的氦氣流量，在 300 °C 下對(duì)樣品解吸 3 分鐘。分析物通過(guò) GERSTEL Cooled System CIS 4，在 10 °C 下被捕集到填充了 Tenax TA 的進(jìn)樣口襯管上。解吸完成后，將進(jìn)樣口快速升至 280 °C 并持續(xù)3 分鐘，在分流 (10:1) 模式下將分析物轉(zhuǎn)移到色譜柱中。
結(jié)果與討論使用 FTOH 標(biāo)準(zhǔn)品得到四種目標(biāo)化合物的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，分析物的濃度在 0.075–15 ng/管之間。為了簡(jiǎn)化處理，儀器檢出限取低校準(zhǔn)濃度的十分之一。校準(zhǔn)結(jié)果如表 4 所示。
最上方的色譜圖為總離子流色譜圖，圖中存在許多峰且沒(méi)有清晰的 FTOH 峰，因?yàn)檫@是在掃描模式下采集的數(shù)據(jù)。然后使用多反應(yīng)監(jiān)測(cè) (MRM) 模式分析了同一樣品，結(jié)果表明 GC/TQ 對(duì)于此類分析具有出色的性能。使用 MRM 模式，目標(biāo) FTOH 峰清晰可見(jiàn)且易于定量（中間和最下方的色譜圖），由于消除了背景噪音，靈敏度提升了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。對(duì)于大體積空氣采樣，即使進(jìn)行采樣的室內(nèi)環(huán)境相對(duì)干凈，分析這些樣品時(shí)也經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的色譜圖，例如本研究中的空氣樣品。GC/TQ 的 MRM采集模式具有高選擇性，大大提高了分析靈敏度和重現(xiàn)性。
每個(gè)樣品中至少檢測(cè)到一種 FTOH 目標(biāo)化合物。在所有采樣地點(diǎn)均檢測(cè)到了 FTOH 6:2，其在空氣中的濃度范圍為3.47–16.5 ng/m3。此外，在六個(gè)采樣地點(diǎn)中，有四個(gè)地點(diǎn)檢測(cè)到了 FTOH 10:2，其在空氣中的濃度范圍為 3.58–16.7 ng/m3，未檢測(cè)到的兩個(gè)地點(diǎn)為倉(cāng)庫(kù)和培訓(xùn)室。盡管濃度較低，但每個(gè)樣品中都檢測(cè)到了 FTOH 化合物，這不僅凸顯了其帶來(lái)的潛在公共健康風(fēng)險(xiǎn)，也對(duì)分析化學(xué)領(lǐng)域的檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。即使這些化合物在室內(nèi)環(huán)境中的濃度較低，但如果長(zhǎng)期暴露在這些化合物下，仍然可能對(duì)健康產(chǎn)生不良影響。此外，如 EPA OTM-50 中所述，在分析過(guò)程中必須考慮 PFAS 相關(guān)分析物的源和匯并將其去除，以確保準(zhǔn)確定量[1]。
結(jié)論本研究證明了 Agilent 8890 GC 與 Agilent 7000E GC/TQ 的聯(lián)用系統(tǒng)可用于分析室內(nèi)空氣樣品中的 FTOH 化合物。GC/TQ系統(tǒng)配備了 GERSTEL TD Core System，可以對(duì)環(huán)境空氣樣品進(jìn)行熱脫附進(jìn)樣。這種高選擇性 GC/TQ 分析方法具有良好的重現(xiàn)性、回收率和靈敏度。在分析實(shí)際的室內(nèi)空氣樣品時(shí)，所有樣品中都檢測(cè)到了 FTOH 化合物，證明了開(kāi)發(fā)如本文所述的分析方法的必要性。