霍庭秀 羅 虹 李欣慶 戴寶成 張 勇

(1.黃委會(huì)寧蒙水文水資源局,內(nèi)蒙 古包頭 014030;2.河南黃河水文勘測設(shè)計(jì)院,鄭州 450004)

苯系物是現(xiàn)代工業(yè)中的重要原料和有機(jī)溶劑,容易污染水體,在環(huán)境中也不易降解 ,對(duì)人體的危害極大。采用氯化工藝去除飲用水中致病細(xì)菌的過程中也會(huì)產(chǎn)生氯化副產(chǎn)物,我國許多城市的水源水、自來水已檢測到苯系物的存在。因此,建立快速高效的苯系物檢測方法十分重要。目前,車載氣相色譜儀,吹掃撲捕集技術(shù)以其較高的富集效率和無需有機(jī)溶劑的優(yōu)點(diǎn),操作簡便快速,靈敏度、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn),已應(yīng)用到江、河、湖、庫等地表水和水源地水的有機(jī)物監(jiān)測分析和突發(fā)水污染事件的應(yīng)急監(jiān)測中。苯系物在水體中的溶解度小,易吹脫且熱穩(wěn)定性好,適用于吹掃捕集技術(shù),筆者通過對(duì)SRI8610C型車載氣相色譜儀的調(diào)試應(yīng)用,從捕集柱吸附劑材料、毛細(xì)管色譜柱等方面進(jìn)行了優(yōu)化分析,確定了苯系物的最佳分析條件,縮短了分析周期,并應(yīng)用于黃河水中各組分的含量分析,準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性令人滿意。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SRI8610C型車載氣相色譜儀內(nèi)置5030吹掃捕集器;2個(gè)可獨(dú)立加熱的濃縮器;具有FID、NPD、ECD檢測器;可通過Peaksimple軟件進(jìn)行控制;帶加熱進(jìn)樣口 。

苯系物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):均購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;甲醇:色譜純;不含待測組分的純水。

1.2 水樣的采集

取經(jīng)過烘烤的100ml棕色玻璃瓶于現(xiàn)場,沿瓶壁緩緩注入水樣至瓶滿,立即蓋上瓶塞,送回實(shí)驗(yàn)室,盡快分析。

1.3 吹掃捕集條件

吹掃時(shí)間:10min;吹掃溫度:50℃;解吸溫度:110℃ ;解吸時(shí)間:1min;烘培溫度:5℃;進(jìn)樣量10ml。

1.4 色譜條件

色譜柱:升溫程序:50℃保留10min,以5℃/min的速率升高到 110℃,保持 1min,共計(jì)23min。進(jìn)樣口溫度:200℃。檢測器溫度:150℃。載氣 (氮?dú)?壓強(qiáng):8psi。

尾吹氣壓強(qiáng):6psi。氫氣壓強(qiáng):20psi?？諝鈮簭?qiáng):5psi。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)

用純水將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋達(dá)到質(zhì)量濃度為1.5、15、30、80、160μ g/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列混合液(對(duì)、鄰二甲苯為其濃度的2倍),色譜圖見圖1～5。分別吸取10.0ml上述標(biāo)準(zhǔn)混合液進(jìn)行測定,以組分質(zhì)量濃度與峰面積作線性回歸,求得回歸方程y=ax+b,以2倍噪聲作為方法的檢出限結(jié)果見表1,由表可見,在1.5～160μ g/L內(nèi),7種苯系化合物具有良好的線性關(guān)系,其相關(guān)系數(shù)都在0.9990以上,檢出限在0.43～1.18μ g/L之間。

圖1 1.5μg/L苯系物色譜圖

圖2 15μg/L苯系物色譜圖

圖3 30μg/L苯系物色譜圖

圖4 80μg/L苯系物色譜圖

圖5 160μg/L苯系物色譜圖

表1 苯系物的校準(zhǔn)曲線及檢出限

1.6 水樣測定

準(zhǔn)確量取10ml待測水樣,緩緩注入進(jìn)樣管中,按設(shè)定條件進(jìn)行吹掃捕集和色譜分離測定,以保留時(shí)間定性,峰面積定量,結(jié)果見色譜圖6。由色譜圖可見,該水樣在苯系物保留時(shí)間處沒有出峰,則說明該水樣中不含苯系物成分。

圖6 待測水樣色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 理想的吸附劑必須符合三個(gè)條件

吸附效果好,解吸回收率高,吸附容量大。目前,常用的捕集柱有活性碳/硅膠/Tenax組成,適合于水中微量多組分捕集和熱解。它雖對(duì)苯系物有吸附效果較好,但對(duì)苯的分析產(chǎn)生干擾。因此為了避免對(duì)苯的干擾,需選擇對(duì)苯干擾小的捕集柱材料。筆者選擇了BTEXT RAP專用捕集柱,它對(duì)苯系物吸附效果很好。

2.2 色譜柱的優(yōu)化選擇

色譜柱對(duì)混合物的分離效果主要取決于色譜柱中固定相的選擇性和極性。為了實(shí)現(xiàn)苯類化合物的完全分離,分別選擇同樣規(guī)格的非極性毛細(xì)管柱、極性毛細(xì)管柱兩種色譜柱進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:測定苯系物除二甲苯三種同分異構(gòu)體外,利用弱極性毛細(xì)管柱就可以很好分離,在具體工作對(duì)二甲苯不要求準(zhǔn)確分離的情況下,弱極性毛細(xì)管柱就可滿足工作要求。

2.3 方法的回收率與精密度(或準(zhǔn)確度)

在某一水源地水中加入濃度為160μ g/L的苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1ml進(jìn)行測定,得到7種苯系化合物(其中對(duì)、鄰二甲苯未分開)的加標(biāo)回收率,見表2所示,同時(shí)進(jìn)行了盲樣控制,得出盲樣測試結(jié)果的準(zhǔn)確度,見表3所示。

表2 苯系物測定回收率

表3 苯系物盲樣測定結(jié)果

由表2可見,7種組分苯系物的加標(biāo)回收率差在90.4%～98.9%之間,雖然整體加標(biāo)回收率小于100%,但是筆者認(rèn)為經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得出苯系物7種物質(zhì)的回收率都在90%以上,這樣的測試方法可以認(rèn)為比較滿意。整體回收偏低的原因筆者認(rèn)為這與苯系物的物理性質(zhì)有關(guān),由于苯系物是很易揮發(fā)的物質(zhì),所以在室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程將會(huì)有部分苯系物揮發(fā)造成了回收率偏低是很易理解的。

由表3可見,7種組分苯系物的盲樣測定準(zhǔn)確度在90.0%～98.6%之間,準(zhǔn)確度小于100%,筆者認(rèn)為這與苯系物易揮發(fā)有很大關(guān)系。

3 結(jié)論

通過優(yōu)化吹掃捕集和氣相色譜的分析條件,利用BTEXT RAP專用捕集柱和色譜柱對(duì)7種苯系物進(jìn)行分析,使難以分離的二甲苯(三種同分異構(gòu)體)中的間二甲苯與對(duì)、鄰二甲苯得到了很好分離。該方法的檢出限在0.43～1.18μ g/L之間,加標(biāo)回收率在 90.4%～98.9%之間,盲樣測定準(zhǔn)確度在90.0%～98.6%之間。該方法無有機(jī)溶劑再污染,操作簡單,靈敏度、準(zhǔn)確度均能滿足分析要求,可用于飲用水和地表水中苯系物的測定。

[1]魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測分析方法(第4版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002

[2]吳烈鈞.氣相色譜監(jiān)測方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000

[3]吳烈鈞.氣相色譜檢測方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[4]王永華.氣相色譜分析應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2006

[5]楊海鷹.氣相色譜在石油化工中的應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[6]汪桂斌,牟世芬.色譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用[M]..北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[7]王立,汪正范.色譜分析樣品處理[M].北京:科學(xué)出版社,2006

[8]劉虎威.氣相色譜方法及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[9]汪正范.色譜定性與定量[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[10]傅若農(nóng).氣相分析概論[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005