淺析氣相色譜法測定廢水中苯系物

鄭司偉

（深圳市福田區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站，廣東 深圳 518000）

隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)等產(chǎn)業(yè)得到了較大程度的發(fā)展，在創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時也帶來了環(huán)境危害。其中，苯系物是空氣中最重要的污染物之一。水中揮發(fā)性苯系物(BTEX)主要來源于工業(yè)廢水,通常包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、異丙苯和苯乙烯八種化合物。是染料、塑料、纖維、藥物和農(nóng)藥的重要原料、中間體和有機溶劑，廣泛應用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、制革等行業(yè)，因此，在環(huán)境中廣泛存在。苯系物對環(huán)境污染特別是對水體的污染已成為最突出的問題之一，越來越引起國內(nèi)外的廣泛關注。

1.甲苯測定意義

甲苯是苯系物的一種，苯系物對人體和水生生物均有不同程度的毒性。1989年中國水環(huán)境優(yōu)先控制污染物中包括6種苯系物，美國1977年公布的水中129種優(yōu)先控制污染物中苯系物有3種。自然環(huán)境中本不存在苯系物，自然界中發(fā)現(xiàn)的苯系物均源于人類活動，主要是通過工業(yè)活動所產(chǎn)生的廢水和廢氣進入水環(huán)境和大氣環(huán)境造成的。苯系物的工業(yè)污染源主要是石油、化工、煉焦生產(chǎn)的廢水。苯系物作為重要的溶劑和生產(chǎn)原料有著廣泛的應用，在油漆、農(nóng)藥、醫(yī)藥、有機化工等行業(yè)的廢水中含有較高含量的苯系物。為了在發(fā)展經(jīng)濟的同時保護我們的生活環(huán)境，國標均對苯系物的排放濃度限值作出了規(guī)定。苯系物的測定對于管理部門了解區(qū)域河流污染情況、飲用水質(zhì)量以及保障區(qū)域人們用水安全、調(diào)整區(qū)域宏觀政策等具有十分重要的意義。

2.實驗部分

2.1 儀器及樣品采集

儀器：GC2010氣相色譜儀.FID檢測器和ZebronZB-50(30m×0.32ID×0.51xmdf)毛細管柱；WWK-1型無音無油空壓機；SGN-300高純氮發(fā)生器、SGH-300高純氫發(fā)生器；微量注射器；試劑：苯、對二甲苯、苯乙烯、正己烷標樣實驗用水為超純水。

2.2 氣相色譜分析

汽化室溫度：220℃；柱箱溫度：60℃；檢測器溫度：250℃；載氣為高純氮氣，流量220 mg／min；氫氣流量 60 mg/min；空氣流量：進樣量為1μL。

(1)定性試驗

取苯、苯乙烯、對二甲苯、正己烷的純試劑在柱溫60℃，檢測器溫度250℃，汽化室溫度220℃，N2流速220mL/min,H2流速60mL/min，進樣量均為1μL，測定各組分保留時間。測得各組分出峰的順序為：正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯。結(jié)果見表1。

(2)色譜圖

用正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯標準溶液，在儀器條件下進行試驗，確定每種物質(zhì)的保留時間。然后用正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯標準溶液配制成混合標準工作溶液，在同樣條件下進行試驗，得到混合物的氣相色譜圖，如圖1所示。

表1 各組分的保留時間

圖1 正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯的氣相色譜譜圖

3.結(jié)果與討論

3.1 運用恒溫方法與程序升溫方法分析樣品

運用恒溫方法與程序升溫方法分別對樣品進行測定，采用恒溫時，柱箱溫度恒溫60℃，氣化室溫度220℃，檢測器溫度250℃，測定結(jié)果見圖2。采用程序升溫時，初始溫度60℃，以5℃/min升溫至100℃，保持5min，氣化室溫度220℃，檢測器溫度250℃。測定結(jié)果見圖。

圖2 采用恒溫測定樣品的譜圖

通過圖2和圖3的對比可知：使用程序升溫時對二甲苯、苯乙烯的出峰速度比采用恒溫時要快，并且峰形好，幾種物質(zhì)的分離效果也好。這是因為對于各組分沸程相差很小、性質(zhì)接近的樣品，采用恒溫方法，色譜峰容易相互重疊，緊擠在一起，測量、定量誤差較大。采用程序升溫方法，即柱溫按預定的加熱速度，隨時間呈線性或非線性增加，則能夠使混合物組分在最佳柱溫下流出色譜柱，能夠較好的測定組分含量，并且得到滿意的峰形見圖3。

圖3 采用程序升溫測定樣品的譜圖

采用恒溫分析時，柱溫高，使他們的分配系數(shù)K值變小，相差不大，出峰速度快，幾種物質(zhì)的保留時間接近，導致色譜峰分離不開。因此，試驗中選用程序升溫的方法。

3.2 分流與不分流對樣品測定的影響

對樣品分別選擇“不分流”和“分流”兩種進樣模式進行檢測分析。結(jié)果表明，在其它條件相同時，“分流”進樣模式能夠?qū)追N苯系物很好地分離，在分流比為20∶1時，得到尖銳、對稱、分離完全的色譜峰，并有較高的響應值見圖3；而采用“不分流”模式時，則有部分目標峰出現(xiàn)峰形拉寬、拖尾現(xiàn)象響應值也較低。這是由于當處于“分流”進樣模式時，進樣口始終能提供一個較大的流量，以保證在進樣的瞬間，被解析樣品能在盡可能短的時間內(nèi)被吹進分離柱，從而得到尖銳、對稱的色譜流出峰；“分流”進樣模式能使被解析樣品在氣化室內(nèi)均勻膨脹，并全部進入到色譜柱中，從而得到較高的響應值，提高了方法的靈敏度。因此，采用“分流”進樣模式能夠得到較為理想的色譜流出。

表2 苯系物的回收率和精密度測定(n=6)

3.3 精密度及回收率

4種物質(zhì)6次平行測定值的相對標準偏差在3.45%～4.23%之間，加標回收率在95.2%～97%之間，精密度及準確度均符合要求。

4 結(jié)論

綜上所述，采用頂空氣相色譜法測定制污水中的甲苯含量。該方法測定苯系物，重復性好，精密度高。相對標準偏差在3.45%～4.23%之間，加標回收率在95.2%～97%之間。

[1]任德英，陶文斌.頂空取樣氣相色譜法測定廢水中苯系物[J].中氮肥,2003.05.

[2]趙炳南，弓愛君，白慶華.固相微萃取——氣相色譜法測定污水中的苯系物 [J].計量技術,2007.11.