吹掃捕集-氣相色譜法測(cè)定飲用水源水中乙醛、丙烯醛

魯玉立 崔萌 閻毅 丁玉蘭 陳冬梅

(河北省承德市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,河北承德 067000)

吹掃捕集-氣相色譜法測(cè)定飲用水源水中乙醛、丙烯醛

魯玉立 崔萌 閻毅 丁玉蘭 陳冬梅

(河北省承德市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,河北承德 067000)

實(shí)驗(yàn)研究了吹掃捕集-氣相色譜法測(cè)定飲用水源水中乙醛、丙烯醛的方法,并對(duì)吹掃捕集測(cè)定條件進(jìn)行了優(yōu)化,研究了吹掃的時(shí)間和溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明,在吹掃溫度為30℃,吹掃時(shí)間為15min時(shí),可以得到比較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。乙醛的檢出限為0.0010mg/L,丙烯醛的檢出限為0.0007mg/L。

吹掃捕集 氣相色譜 乙醛 丙烯醛

乙醛(CH3CHO)為易揮發(fā)性液體，具有一定的毒性，低濃度時(shí)就能引起眼、鼻及上呼吸道刺激癥狀和支氣管炎，高濃度吸入有麻痹作用[1]。丙烯醛(CH2CHCHO)比飽和醛的毒性和刺激性大得多。在1ppm的低濃度時(shí)，就對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激。有特殊辛辣氣味，屬于高毒物質(zhì)，吸入后對(duì)眼睛和呼吸道產(chǎn)生嚴(yán)重的刺激，并對(duì)肺和支氣管上皮細(xì)胞造成損害[2]。

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，地表水與人們生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，其環(huán)境質(zhì)量也倍受關(guān)注。乙醛和丙烯醛為地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)中表3前35項(xiàng)每月必測(cè)項(xiàng)目。在《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法消毒副產(chǎn)品指標(biāo)》(GB 5750.10-2006)7.1中規(guī)定的乙醛的方法和《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 有機(jī)物指標(biāo)》(GB 5750.8-2006)16.1中規(guī)定的丙烯醛的方法均為填充柱方法，乙醛、丙烯醛是直接大體積進(jìn)水樣分析，容易造成固定液流失，分離效果差，影響定性、定量結(jié)果。而且這些基本上是八、九十年代建立的方法，分析方法體系較落后，很難與新的儀器設(shè)備匹配，而且方法的重復(fù)性差，靈敏度低，其中乙醛方法檢出限0.24mg/L遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)限值0.05mg/L，難滿足分析要求。有文獻(xiàn)使用頂空-氣相色譜法[3]對(duì)方法進(jìn)行了改進(jìn)。本文采用吹掃捕集-氣相色譜法測(cè)定水中乙醛、丙烯醛，方法簡(jiǎn)便靈敏、無(wú)毒、檢出限低。適用于地表水及生活飲用水中乙醛、丙烯醛的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

氣相色譜儀：GC-2010(日本島津)配FID檢測(cè)器；毛細(xì)管色譜柱：Rtx-1 60m×0.32mm×1.0μm；吹掃捕集儀：TEKMAR8900型，美國(guó)TEKMAR公司，帶5mL氣密進(jìn)樣針，Tenax捕集管；

三氣一體機(jī)：HGT-500E，北京匯龍公司；

實(shí)驗(yàn)氣體：高純氮?dú)猓?/p>

所用玻璃儀器均超聲波清洗半小時(shí)烘干后，再以重鉻酸鉀洗液浸泡1h，分別用自來(lái)水、蒸餾水沖洗干凈，在烘箱中110℃烘干備用。

1.1.2 試劑

實(shí)驗(yàn)用水：娃哈哈純凈水；

乙醛、丙烯醛標(biāo)樣：約100mg/L，甲醇溶劑，S-17408C，美國(guó)AccuStandard Inc。

1.2 樣品分析

1.2.1 吹掃捕集條件

吹脫溫度：30℃；吹脫時(shí)間：15min；解析溫度：250℃；解析時(shí)間：2min；烘烤溫度：270℃；烘烤時(shí)間：2min；吹脫氣：高純氮?dú)狻?/p>

1.2.2 色譜條件

進(jìn)樣口溫度：150℃；柱溫：起始溫度35℃，保持8min，以20℃/min的速率升溫到100℃，不保持；柱流量：2.21mL/min；分流比：5：1；檢測(cè)器FID溫度：250℃；氫氣流量：40mL/min；空氣流量：400 mL/min；尾吹氣流量：30mL/min；載氣：高純氮?dú)狻?/p>

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取6個(gè)50mL容量瓶，將乙醛丙烯醛的標(biāo)樣配成六個(gè)濃度，乙醛和丙烯醛的濃度分別為0、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200mg/L。用氣密性注射器取出5mL樣品，注入到吹脫管中進(jìn)行吹掃捕集進(jìn)樣，然后氣相色譜儀分析。

1.3.2 樣品的測(cè)定

用具聚四氟乙烯襯墊的棕色螺口瓶采集樣品，裝滿后即處于密閉體系，盡快分析。用5mL氣密性注射器取水樣至吹掃捕集管中，進(jìn)入氣相色譜分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 定性分析

用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)單品定性分析，然后將待測(cè)樣品組分的保留時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)樣品組分的保留時(shí)間進(jìn)行比較，完成定性分析。圖1為乙醛丙烯醛的GC-FID色譜圖。

2.2 定量分析及檢出限

本實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)溶液外標(biāo)法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出水樣中乙醛、丙烯醛的含量。在本實(shí)驗(yàn)的所選的濃度范圍0.010～0.200mg/L內(nèi)線性關(guān)系良好。線性回歸方程相關(guān)系數(shù)乙醛r=0.9992，丙烯醛r=0.9993。乙醛的檢出限為0.0010mg/L，丙烯醛的檢出限為0.0007 mg/L。

2.3 吹掃捕集條件的優(yōu)化

2.3.1 吹掃時(shí)間的優(yōu)化

吹掃溫度選擇25℃，對(duì)于濃度為0.100mg/L的樣品吹掃時(shí)間分別為5min、10min、15min、20min、25min進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)吹掃時(shí)間越長(zhǎng)檢測(cè)器的響應(yīng)值越高，但是相應(yīng)的分析周期也變長(zhǎng)了。觀察到15min以上響應(yīng)值提高的效率有所放緩，所以綜合時(shí)間和效率這兩個(gè)因素，選擇15min的吹掃時(shí)間。

2.3.2 吹掃溫度的優(yōu)化

表1 樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率 mg/L

圖1 乙醛丙烯醛的GC-FID色譜圖

對(duì)濃度為0.100mg/L的樣品吹掃時(shí)間定為15min，而吹掃溫度分別控制在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：隨著溫度的升高，檢測(cè)器的響應(yīng)值也隨之升高，溫度過(guò)高會(huì)帶來(lái)的水蒸氣過(guò)高，不利于樣品的富集，影響測(cè)定結(jié)果。綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)采用比室溫略高的30℃的溫度。

2.4 加標(biāo)回收率及方法的精密度

在自來(lái)水水樣和地表水水樣中分別加入乙醛、丙烯醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度平行處理6份，分析結(jié)見(jiàn)表1，乙醛的加標(biāo)回收率為90.2%～106%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.4%～7.1%。丙烯醛的加標(biāo)回收率為89.3%～104%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.0%～6.6%。

3 結(jié)語(yǔ)

研究了吹掃捕集-氣相色譜法測(cè)定水中的乙醛和丙烯醛的分析方法，優(yōu)化了吹掃捕集的時(shí)間和溫度。實(shí)驗(yàn)表明：在吹掃溫度為30℃，吹掃時(shí)間為15min時(shí)可以得到比較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本方法具有靈敏度高，檢出限低的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求。

[1]石青.化學(xué)品毒性環(huán)境數(shù)據(jù)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1992:153－155．

[2]許雄飛,彭麗,王燕,等.吹掃捕集-氣相色譜法測(cè)定水中的乙醛丙烯醛[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(1):121-123.

[3]於香湘,繆建軍,吳鵬,等.頂空氣相色譜法同時(shí)測(cè)定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈[J].環(huán)境科技,2011,24(1):76-77.

魯玉立(1983—),女,碩士研究生,工程師,主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與研究工作。