頂空－氣相色譜法測(cè)定水中的苯系物

潘錦 植深曉 陳少宏

(中山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東中山 528400)

苯系物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等芳香族化合物，廣泛應(yīng)用于染料、塑料、合成橡膠、合成樹(shù)脂、合成纖維、合成藥物及農(nóng)藥等行業(yè)中，有致癌、致畸、致突變危害，因此已被列入我國(guó)水環(huán)境優(yōu)先控制污染物黑名單［1－3］。

現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)苯系物的測(cè)定氣相色譜法》(GB 11890－89)的檢測(cè)方法為液上氣相色譜法和二硫化碳萃取氣相色譜法，《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物指標(biāo)》(GB/T 5750.8－2006)的檢測(cè)方法為二硫化碳萃取法和靜態(tài)頂空氣相色譜法。液上氣相色譜法采用注射器進(jìn)行水浴加熱，操作步驟復(fù)雜，重現(xiàn)性差;二硫化碳萃取法使用大量有毒有害的有機(jī)溶劑，前處理繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力;靜態(tài)頂空氣相色譜法采用頂空瓶水浴平衡，操作繁瑣，分析時(shí)間長(zhǎng)，而且采用手工進(jìn)樣，操作誤差大。近年來(lái)相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)苯系物的前處理和分析方法進(jìn)行了改進(jìn)，前處理方法有自動(dòng)頂空［4－5］、固相萃?。?］、吹掃捕集［7］等，檢測(cè)方法主要有氣相色譜法［4－6］和氣質(zhì)聯(lián)用法［7］。本文采用頂空進(jìn)樣器進(jìn)行前處理和自動(dòng)進(jìn)樣，避免了繁瑣的樣品富集過(guò)程，操作簡(jiǎn)便，用氣相色譜進(jìn)行分離測(cè)定，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，方法精密度高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀 (美國(guó)瓦里安3800，F(xiàn)ID檢測(cè)器)，頂空進(jìn)樣器 (意大利DANI，HS86.50);苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液 (苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯、苯乙烯，1000 μg/ml，溶劑:甲醇，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所);氯化鈉 (優(yōu)級(jí)純，500℃烘烤2 h)

1.2 頂空進(jìn)樣器條件

加熱爐溫度:60℃;進(jìn)樣系統(tǒng)溫度:100℃;傳輸管線溫度:120℃;樣品加熱平衡時(shí)間:30 min;搖晃模式:快速;加壓時(shí)間:10 s;取樣時(shí)間:10 s;進(jìn)樣時(shí)間:10 s。

1.3 色譜條件

色譜柱:EC－wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱溫:初始溫度45℃ (保持6 min)，以10℃/min速率升溫到75℃ (保持2 min)，再以50℃/min速率升溫到120℃ (保持1 min);進(jìn)樣口溫度:200℃;檢測(cè)器溫度:200℃;載氣:氮?dú)猓?.0 mL/min。

1.4 樣品測(cè)定

向20 mL頂空瓶中加入2.0 g氯化鈉，準(zhǔn)確吸取10 mL水樣置于瓶中，迅速用鋁蓋密封，輕輕搖勻使氯化鈉溶解，按上述條件進(jìn)行分析，以保留時(shí)間定性，峰面積定量。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配置

準(zhǔn)確吸取10 mL空白試驗(yàn)用水置于裝有2.0 g氯化鈉的頂空瓶中，加入適量的苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制成0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L的濃度系列，按上述條件進(jìn)樣分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

苯系物的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見(jiàn)圖1，7種苯系物在較短的分析時(shí)間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)有效分離。根據(jù)保留時(shí)間定性，以峰面積Y對(duì)目標(biāo)組分濃度X(mg/L)分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，以儀器3倍信噪比計(jì)算方法檢出限。線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，各組分的相關(guān)系數(shù)都大于0.998，符合分析要求;檢出限均低于2.09 μg/L，能滿足飲用水中痕量苯系物的定量要求。

圖1 苯系物標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

表1 苯系物線性回歸方程及加標(biāo)回收結(jié)果

2.2 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

向頂空瓶中加入2.0 g氯化鈉，加入10 mL空白試驗(yàn)用水，再加入適量的苯系物標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成濃度為0.08 mg/L的水樣，平行處理6份進(jìn)行測(cè)定。7種苯系物的回收率在87.5%～93.0%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5.0%以內(nèi)，精密度高，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.3 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

采用環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的甲醇中7種苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)樣品 (GSB07－1043－1999)進(jìn)行測(cè)定，標(biāo)準(zhǔn)批號(hào)為332412。取5.0 μl標(biāo)準(zhǔn)樣品加到裝有2.0 g氯化鈉和10 mL空白試驗(yàn)用水的頂空瓶中，按分析步驟平行測(cè)定兩次。標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)值、擴(kuò)展不確定度及測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2，各目標(biāo)物的測(cè)定值均在不確定度范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.1%，符合要求。

表2 苯系物準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (μg/mL)

2.4 實(shí)際樣品分析

采用本方法對(duì)某飲用水源地的飲用水、某工業(yè)廢水、某生活污水實(shí)際樣品進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。方法分析速度快，實(shí)用性高，滿足地表水及污染源廢水中苯系物的監(jiān)測(cè)要求。

表3 實(shí)際樣品分析結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

采用頂空－氣相色譜法測(cè)定水中的苯系物，樣品取樣量少，處理簡(jiǎn)單，避免了有機(jī)溶劑的污染，精密度和準(zhǔn)確度高，符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3838－2002)和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 5749－2006)水質(zhì)指標(biāo)及限值的要求。

［1］周文敏，傅德黔，孫宗光．中國(guó)水中優(yōu)先控制污染物［J］．環(huán)境科學(xué)研究，1991，4(6):9－12．

［2］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局．GB 3838－2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002．

［3］衛(wèi)生部，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)．GB 5749－2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006．

［4］張瑩瑩，李文霞，彭偉濤，等．頂空－大口徑極性毛細(xì)柱氣相色譜法測(cè)定水中8種苯系物［J］．北方環(huán)境，2012，24(4):168－170．

［5］陳小麗，陳敏，梁春霞．自動(dòng)頂空毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定水中8種苯系物［J］．化學(xué)分析計(jì)量，2009，18(6):37－39．

［6］楊衛(wèi)芳，齊峰，李燁，等．關(guān)于固相萃取技術(shù)富集水中苯系物的探討［J］．環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2013，6:138－139．

［7］劉瑩，孫力平，高士奇．吹掃捕集－GC/MS法檢測(cè)飲用水中十三種常見(jiàn)揮發(fā)性有機(jī)物［J］．環(huán)境工程，2011，29(S):242－244．