电感耦合等离子体质谱技术在环境监测中的应用进展

电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)是目前发展最快的痕量元素分析测试技术之一。由于该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围,干扰少、分析精密度高,可进行多元素同时快速分析,可与多种分离技术及样品前处理方法和进样方法相结合等优点,得到了迅速的发展。介绍了ICP-MS的基本原理及仪器构造、与其他分析测试技术的比较及发展趋势,并着重介绍了其在环境监测和环境科学研究领域的应用。     

水华蓝藻复苏的研究进展与水华预测

综合分析了当前国内外水华复苏的研究进展,确定了水华蓝藻复苏的定义,介绍了研究蓝藻复苏的方法,以及蓝藻复苏对水体中蓝藻种群生物量以及当年蓝藻水华形成的贡献,探索了驱动水华蓝藻复苏的环境因子。结合太湖的研究成果,阐述了研究水华蓝藻复苏在进行水华预测中的重要作用,并展望了未来研究的重点。     

前处理方法对水体总磷测定值的影响研究

研究了水样静置30 min和全部混合立即测定2种前处理方法对江苏省环太湖15条主要出入湖河流总磷测定值的影响,结果表明,采样后静置30 min测定的总磷浓度较低,仅为全部混匀立即测定总磷浓度的46%～80%;水体中漂浮水华蓝藻数量是影响2种前处理方法总磷测定结果差异性的重要因素,去除漂浮水华蓝藻较多的7条入湖河流监测数据后,静置30 min测定的总磷浓度为全部混匀立即测定总磷浓度的71%～80%。提出,基于不同的测定目的,应有针对性地选择总磷前处理方法,在水环境质量状况评估时,可参照国家标准或最新技术规定的前处理方法执行,以保证总磷浓度的可比性;在进行总磷入湖通量研究时,建议采用全部混合立即测定的前处理方法,以反映水体中实际总磷浓度;在不同国家水体总磷浓度比较时,建议采用相同的前处理方法进行总磷浓度测定。     

多氯联苯的气相色谱/质谱/质谱(GC/MS/MS)法测定

采用气相色谱/质谱/质谱(GC/MS/MS)法测定多氯联苯(PCB),具有良好的灵敏度和选择性,在地表水样品检测时,样品只须进行简单的液液萃取-浓缩,不须任何净化过程即可上机分析,方法检出限低于ng/L级。     

环境中有机紫外吸收剂前处理及仪器分析方法研究进展

有机紫外吸收剂(OUVs)是广泛应用于个人护理品及工业产品的一种光稳定剂,也是一种新型"准"持久性有机污染物。由于环境样品基质复杂,且OUVs种类多、含量低,快速高效的样品前处理及准确灵敏的检测方法是提高OUVs监测精准度的基础。综述了自2005年以来环境样品中OUVs的常规前处理方法及分析方法。首先,在介绍水体、沉积物、生物样品前处理方法应用的基础上,分析了富集填料、洗脱剂、净化方法等实验条件对回收率的影响,目前在水体、沉积物、生物样品中,OUVs的回收率分别为14%~133.7%、30%~183%、46%~128%。其次,总结了质谱技术在OUVs分析中的应用,表明OUVs检测方法已经由传统的气相色谱-单四极杆联用逐渐过渡到液相色谱-串联质谱联用,并且着重阐述了离子源对OUVs信号强度影响的重要性。最后,结合OUVs监测现状,展望了环境样品中OUVs监测分析方法的发展趋势。     

HPLC-ICP/MS联用技术在环境有机汞分析中的应用

简述了近年来高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术（HPLC-ICP/MS）在环境有机汞分析中的应用进展，介绍了水、土壤和沉积物及生物样品的前处理方法，对仪器设备的要求和分析条件，以及线性范围、检出限、精密度与准确度等方法性能参数，并对现有文献方法的适用性进行了总结。     

HPLC-ICP-MS快速、准确测定鱼肉组织中的砷甜菜碱(AsB)

采用高效液相色谱与电感耦合等离子体质谱法联用测定鱼肉样品中的砷甜菜碱,样品前处理采用快速溶剂萃取,分析方法快速、准确。通过测定鱼肉中砷甜菜碱的标准参考物质以及在欧洲实验室间对盲样进行比对实验,进一步验证了该方法的有效性。采用等度洗脱一次可分离分析多达6种不同形态的砷,仅需10分钟。通过优化方法,最大程度地简化了费时的样品前处理步骤并实现了对大批量样品进行自动萃取与分析。该实验分别比较了标准加入法与外标法的测定结果,结果显示两者并无显著差异,表明HPLC＿ICP＿MS法受基体影响极小。萃取过程中可自动处理多达24个样品,所建立的HPLC＿ICP＿MS分析方法稳定、可靠,能连续进样50针以上,相当于总运行时间在12小时以上。因此,该方法适用于毒物甄别研究中快速、准确地判断砷总含量较高的鱼肉样品中无毒砷甜菜碱的比例。     

超高效液相色谱—串联质谱快速测定水中的溴氰菊酯

建立了超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱(UPLC-MS/MS)快速测定地表水及饮用水中溴氰菊酯的方法,并应用于实际水样的检测分析。结果表明:水样经0.22μm滤膜过滤后可直接采用超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱仪多重反应监测(MRM)模式定量检测水中溴氰菊酯;最优分析条件下,溴氰菊酯的检出限为0.30μg/L,其线性检测范围为0.30~20.0μg/L,相关系数为0.999 7;采用该方法检测水中的溴氰菊酯,不同水平(2.00、5.00μg/L和20.0μg/L)样品加标回收率为95.5%~98.5%,相对标准偏差为1.37%~3.59%。方法快速简便、灵敏度高、定性定量准确,适合日常批量水样的快速分析。     

串联四极杆质谱(GC-QqQ-MS/MS)测定土壤中的邻苯二甲酸酯与多环芳烃

建立了用微波萃取(MAE)、固相萃取(SPE)净化、气相色谱,串联四极杆质谱(GC-QqQ-MS/MS)多反应监测同时测定土壤中16种多环芳烃和18种邻苯二甲酸酯的方法.通过优化前处理与分析条件,样品加标浓度在5μg/kg时的平均回收率在66.59%～122.07%之间,相对标准偏差均小于20%,邻苯二甲酸酯的检出限在0.04.0.84.ttg/kg之间.定量限在0.13～2.81μg/kg之间;多环芳烃的检出限在0.01～0.54μg/ks之间,定量限在0.02～1.81μS/kg之间,能够满足大量样品快速准确分析的需要.     

质谱及其联用技术在水中消毒副产物识别和分析中的应用

水中消毒副产物(DBPs)是在水消毒过程中消毒剂与水中溶解性有机物以及无机离子发生反应而产生,其对水环境生态安全和人体健康有不利影响。简述了DBPs的生成、种类、毒性和分析方法等,重点综述了气相色谱-质谱联用(GC-MS)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)、离子色谱-质谱联用(IC-MS)以及超高分辨率质谱(UPMS)等质谱(MS)及其联用技术在水中DBPs识别和分析中的应用,分析了不同MS技术的特点和应用实例,提出了MS技术在DBPs研究领域的发展方向与挑战。     

基于国产“风云三号”卫星MERSI的太湖蓝藻水华监测业务化应用

使用无锡市环境监测中心站环境遥感综合处理系统,对2017年7—11月FY-3/MERSI影像数据进行蓝藻水华提取分析,并通过当日与国外MODIS、VIIRS影像数据的蓝藻水华提取结果进行协同比对,验证FY-3/MERSI影像在蓝藻水华预警监测业务化应用的前景。结果表明,3种数据源均能实现蓝藻水华空间分布的业务化运行;由于卫星过境时间的不同,可综合利用这3种数据源观测太湖蓝藻水华在一天中的动态变化,分析蓝藻水华的发生规律。     

“MMA”技术路线在太湖蓝藻水华监测中的应用

通过对3S技术整合,提出"MMA"技术路线应用于蓝藻水华监测,包括监测、测绘、分析等关键步骤。对太湖蓝藻水华研究结果表明,总体规律一致,但又有所差异。一方面,太湖蓝藻密度(CBD)、叶绿素a(Chl-a)及水华频率分布图结果均呈现"西高东低"的空间分布规律;另一方面,太湖湖心区CBD和Chl-a浓度亦较高,而遥感监测后的水华频率图显示为无水华或频率小于1%。故应参照"MMA"技术路线,综合应用3S技术,并核验比对,弥补单项技术存在的不足,全面真实反映藻类水华情况。"MMA"技术路线既适用于水华监测,亦可推广至其他环境监测工作。     

Identification and detection sensitivity of <Emphasis Type="Italic">Microcystis aeruginosa</Emphasis> from mixed and field samples using MALDI-TOF MS

To verify the applicability of identifying Microcystis aeruginosa by matrix-assisted laser desorption-ionization-time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS), mixed and field samples were employed to study the sensitivity and the analysis power, respectively. Series diluted samples and artificially mixed samples by the M. aeruginosa NIES-843 strain were designed to verify the sensitivity. The lowest detection limit was 1.955?×?10⁶ cells in pure samples, while for mixed samples, the lowest detection limit and ratio of NIES-843 strain were 2.88?×?10⁶ cells and 33.7%, respectively. The results provided a reference for the reasonable volume of the water sample in which the M. aeruginosa could be detected. Ribosomal protein biomarkers for identifying M. aeruginosa which were successfully detected from the field samples in Taihu Lake, indicated that the identification of M. aeruginosa by MALDI-TOF MS could be applied in field samples. Furthermore, different genetic types of M. aeruginosa strains were also detected at different locations in Taihu Lake, which revealed the diversity of M. aeruginosa and the detection power of MALDI-TOF MS at the strain level for the field samples. The sensitivity and detection power in the analysis of M. aeruginosa by the MALDI-TOF MS demonstrated the applicability of this method in routine environmental monitoring.     

太湖蓝藻预警采样点位布设与采样层次的研究

蓝藻水华的聚集和分布与气象条件有着密切的关系.根据近几年蓝藻预警监测及科研的实践,分析了风向对蓝藻迁移的影响,以及不同深度的藻密度变化情况.以此为依据,对太湖蓝藻监测时采样点位布设与采样层次选择的方案进行了比较研究,并提出了优化方案,为环太湖地区的相关部门更好地开展蓝藻预警监测工作提供了科学依据.     

Evaluation of the methyl ester O-methyl acetate derivative of muramic acid for the determination of peptidoglycan in environmental samples by ion-trap GC-MS-MS

Muramic acid (MA) is a unique amino sugar that is a constituent of the peptidoglycan (PG) present in prokaryotic cell walls. MA can serve as a marker for quantifying bacterial load, e.g. in indoor environments, by using gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS-MS). We demonstrated recently that the methyl ester O-methyl acetate (MMA) derivative can be used to detect MA in house dust by ion-trap GC-MS-MS. However, since the MMA derivative is not formed from free MA quantification was not optimal. Here we report 1) significant improvements in sample preparation of the MMA derivative and 2) an evaluation of the performance of derivative, using for comparison the alditol acetate derivative, the gold standard in quantitative trace analysis of MA in complex matrices. The MMA derivative was analysed using an MS instrument with internal ionization and the alditol acetate derivative was analysed using an instrument with external ionization. 13C-labelled cyanobacteria, containing MA in their PG, were used as the internal standard. A linear relationship was found between the two methods in studies on 27 parallel samples of airborne dust from school classes collected on filters. Although the analytical sensitivity of the MMA derivatives was somewhat slightly lower than of the alditol acetate derivative, this may be due to differences in yield of derivative, sample clean-up efficiency, or different performance of the GC columns or MS instruments. However preparation of the MMA derivative is quick and compatible with preparation of methyl esters of 3-hydroxy fatty acids (used as markers of Gram negative endotoxin) allowing the levels of both markers to be determined in the same dust sample. In conclusion, the MMA procedure can be used to determine MA in environmental samples with good reproducibility provided the concentration of the 13C-labelled MA internal standard in the cyanobacteria is first determined with an alternative method.     

土壤中20种磺酰脲类除草剂的超高效液相色谱-串联质谱测定方法

建立了加速溶剂提取、凝胶渗透色谱法净化-超高效液相色谱/串联质谱快速测定土壤中20种磺酰脲类除草剂的方法。土壤经过冷冻干燥、粉碎过筛,用加速溶剂仪提取(ASE),经凝胶渗透色谱净化(GPC),以超高效液相色谱/串联质谱(UPLC-MS/MS)多级监测模式(MRM)外标法进行定性定量分析。结果表明:土壤中20种磺酰脲类除藻剂的检出限为2～5 ng/kg。对同一环境样品进行了3个不同添加量(1、5、10μg/L)的加标回收实验,平均回收率为65. 7%～106. 1%,相对标准偏差为2. 3%～12. 1%。该方法快速、灵敏、准确,可有效应用于土壤中20种磺酰脲类除草剂的快速监测。     

液相色谱-串联质谱法同时测定污水中10种精神活性物质

建立了采用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)同时测定污水中10种精神活性物质的分析方法。污水样品经甲酸与甲酸铵调节pH后,加入氘代内标混匀,离心并过滤膜后可直接上样分析。研究表明,在1~250 ng/L的线性范围内,10种精神活性物质的线性相关系数均大于0.992,定量限均低于0.5 ng/L。在3个加标水平下,10种精神活性物质的加标回收率为87.2%~114%,相对标准偏差为0.53%~3.60%(n=3)。将该方法应用于某区域10份生活污水样品的检测,在3份水样中检出吗啡、甲基苯丙胺、氯胺酮等精神活性物质,对应的质量浓度范围分别为3.41~9.55、0.90~1.63、1.06~1.78 ng/L。与经固相萃取前处理后的分析方法相比,该方法可在10 min内完成分离和检测的全过程,具有简单、快速、节约的优点,可用于污水样品中10种痕量水平精神活性物质的定量分析。     

湖泊蓝藻水华监测与评价探讨

以长期的湖泊蓝藻监测实践工作为基础，提出了湖泊蓝藻水华监测的点位布设、采样（频次、层次、采集量等）、分析鉴定等技术方法，以太湖为例，在对近几年蓝藻水华暴发情况进行统计分析基础上，制定了蓝藻水华状况的定性描述、蓝藻水华暴发的等级划分标准。     

水中异味物质分析方法研究进展

介绍了水体异味现象及异味物质组分,综述了闭环捕集、吹扫捕集、液液萃取、固相萃取、固相微萃取、搅拌棒吸附萃取等样品前处理技术。指出气相色谱/质谱联用具有很强的分离和定性定量能力,与上述前处理技术联用是目前水体异味物质分析应用最广泛的方法。     

特殊风场条件对太湖蓝藻水华迁移的影响研究

在高温、微风气象条件下,适宜蓝藻水华形成。在特殊非均一风场的驱动下,太湖蓝藻水华迁移过程与被均匀风场驱动有所不同。选取太湖典型风向进行分析,并采用三维水动力水质模型对表面非均一风场条件下的风生流流场及水质进行模拟,结果表明,在特殊非均一风场的驱动下,当太湖蓝藻浓度较高时,容易在西部湖区特别在竺山湖、梅梁湾湾内、岸边及湾口聚集,形成水华暴发,这有助于研究太湖污染物及蓝藻水华的输移及空间分布和机理。