水中苯系物測(cè)定方法的研究

焦偉

摘 要：目的建立用頂空進(jìn)樣毛細(xì)管柱氣相色譜測(cè)定水中苯系物的方法。方法采用頂空進(jìn)樣，當(dāng)頂空瓶中的苯系物在氣液兩相達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)取頂部的氣體進(jìn)樣，經(jīng)毛細(xì)管柱分離和氫火焰離子檢測(cè)器檢測(cè)，對(duì)水中苯、甲苯、鄰位二甲苯、間位二甲苯、對(duì)位二甲苯、乙苯、苯乙烯、異丙苯等7種苯系物進(jìn)行測(cè)定；結(jié)果在一定濃度范圍內(nèi)方法線性相關(guān)性良好，線性相關(guān)系數(shù) r>0.9991，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均<2.0% ，加標(biāo)回收率98.5% ～103.0%；結(jié)論頂空毛細(xì)管柱氣相色譜法測(cè)定水中苯系物，線性相關(guān)性好、精密度高、回收率合理，具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，是水中苯系物測(cè)定的理想方法。

關(guān)鍵詞：頂空；氣相色譜；苯系物；回收率；精密度；RSD

苯系物為無(wú)色或淺黃色透明的油狀液體，具有強(qiáng)烈的芬芳?xì)馕?，易揮發(fā)為蒸汽、易燃、為環(huán)境中一類(lèi)常見(jiàn)的有機(jī)物。主要包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等化合物，都是煤焦油分餾或者石油裂解的產(chǎn)物，雖然廣泛應(yīng)用于各種化工行業(yè)，但是具有較大的毒性，目前苯系物已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織列為嚴(yán)重致癌物質(zhì)[1]。因?yàn)榫哂幸讚]發(fā)、易燃等特別，容易揮發(fā)成氣體后被人體吸入，因此人如果在短時(shí)間內(nèi)吸入高濃度的苯系物時(shí)，可對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，輕則頭暈、惡心、頭痛、乏力、胸悶等，重則導(dǎo)致昏迷以致窒息、循環(huán)衰竭而死亡[2]，如果長(zhǎng)時(shí)間接觸苯類(lèi)物質(zhì)則會(huì)引起慢性中毒，可致頭痛、失眠、神經(jīng)衰弱、記憶力減退等癥狀，嚴(yán)重可致癌等嚴(yán)重影響人體身體健康[3]，特別是苯，其毒性極大，長(zhǎng)期接觸可致白血病等嚴(yán)重疾病。

因此水中苯系物因?yàn)閷?duì)人體具有危害，以及作為水體污染的先兆指標(biāo)越來(lái)越受到關(guān)注，測(cè)定水質(zhì)中的苯系物，對(duì)保證人們的健康具有十分重要的意義[4]。水體中苯系物的含量一般較低，傳統(tǒng)的分析方法都是將這些物質(zhì)通過(guò)前處理后富集，進(jìn)行分析，但是這些方法操作繁瑣，時(shí)間長(zhǎng)，需要耗用有機(jī)溶劑，且對(duì)人體可能有一定的危害，安全性低。吹掃捕集法自1974年由T.A.Bellar等[5]人提出后，由于不需要前處理，不需要使用任何有機(jī)溶劑和富集等特點(diǎn)，獲得了較快的發(fā)展，是測(cè)定水中苯系物的方法之一。然而其需要特定設(shè)備方可測(cè)定，且設(shè)備價(jià)格昂貴，基層單位很難實(shí)現(xiàn)，而頂空氣象色譜法是分析樣品中低熔點(diǎn)，易揮發(fā)組分的常見(jiàn)方法，因此本研究利用苯系物易揮發(fā)的特點(diǎn)，運(yùn)用頂空氣相色譜儀，建立了一種測(cè)定水中苯、甲苯、乙苯、二甲苯（對(duì)位、間位、鄰位）、異丙苯、苯乙烯等多種苯系物的方法，并測(cè)定兩種未知濃度水質(zhì)中的苯系物，取得了較為理想的檢結(jié)果，現(xiàn)將研究報(bào)告如下。

1材料和方法

1.1儀器與耗材

購(gòu)自日本島津公司的型號(hào)為GC-2010 Pro的氣相色譜儀；FID檢測(cè)器；CP-2014C石英毛細(xì)管色譜柱（30m×0.320mm×0.25?m）；DK-S12型恒溫水浴鍋；40mL頂空瓶，配有聚四氟乙烯硅橡膠墊和塑料螺旋帽密封；1mL微量注射器；購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心的色譜純標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；優(yōu)級(jí)純氯化鈉；購(gòu)自默克公司的色譜純甲醇；實(shí)驗(yàn)室自制純化水；純度99.999%氮?dú)?；純?9.99%氫氣；經(jīng)凈化的壓縮空氣。

1.2實(shí)驗(yàn)條件

檢測(cè)器溫度為250℃，汽化室溫度為150℃，柱溫為50℃，載氣流量為氮?dú)?.5mL/min，氫氣40mL/min，空氣400mL/min，分流比10：1，尾氣吹掃氣流量30mL/min。

1.3標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

1.3.1混合標(biāo)準(zhǔn)液的配制如下

室溫下分別吸取色譜級(jí)標(biāo)準(zhǔn)苯、甲苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、乙苯、異丙苯、苯乙烯一定量體積于10mL的容量瓶中，并加入甲醇稀釋至刻度。取稀釋液125?L于100mL容量瓶中，并加純水定容至刻度，即為標(biāo)準(zhǔn)液，內(nèi)含標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度分別為：苯1.000mg/mL，甲苯1.000mg/mL，鄰二甲苯1.000 mg/mL，對(duì)二甲苯1.000 mg/mL，間二甲苯1.000 mg/mL，乙苯1.000mg/mL，異丙苯1.000mg/mL，苯乙烯1.000mg/mL。

1.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定

取5個(gè)100mL的容量瓶，加適量純化水，分別取混合標(biāo)準(zhǔn)液加入 0.5mL、1.0mL、2.0mL、5.0mL、10.0mL，純化水定容至刻度。分別將上述系列標(biāo)準(zhǔn)液裝滿頂空瓶，再?gòu)母黜斂掌课?5mL，使待測(cè)液體積15mL，加入4g氯化鈉，立即蓋上瓶蓋并搖勻，氯化鈉溶解后，60℃水浴加熱30min，分別抽取頂空瓶?jī)?nèi)液上空間氣體800?L注入色譜儀。以峰面積作為縱坐標(biāo)，濃度作為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2結(jié)果

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法檢出限

在選定條件下，系列苯系物中各組分的校正曲線、相關(guān)系數(shù)和檢出限結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2精密度測(cè)定

用苯系物配制一樣品，按同樣的分析方法，連續(xù)測(cè)3次，得結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.27%～1.77%間，符合方法學(xué)要求，結(jié)果見(jiàn)表2。

2.3加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

取2.2中配制的樣品置于100mL容量瓶中，加入標(biāo)準(zhǔn)液2mL，用2.2配制的樣品定容至刻度，測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。從表3結(jié)果可知回收率為90.0～106.0%之間，符合方法學(xué)規(guī)定。

3結(jié)論

目前測(cè)定水中苯系物的方法主要有固相萃取法、吹脫捕集法等方法，但均要求有專(zhuān)業(yè)設(shè)備，而本法僅用氣相色譜儀即可，經(jīng)濟(jì)成本低，操作簡(jiǎn)單，結(jié)果可靠性較好，是開(kāi)展水中苯系物監(jiān)測(cè)的途徑之一。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，水中加入氯化鈉量對(duì)靈敏度影響較大，因此氯化鈉配制要準(zhǔn)確；提高平衡溫度可使更多苯系物從水相中氣化，有助于響應(yīng)值增加，提高靈敏度，但不宜太高，否則水蒸氣進(jìn)入色譜系統(tǒng)。二硫化碳具有較大的毒性，本方法不需要用二硫化碳萃取，因此毒性小，不易造成職業(yè)危害，更加安全。此外本法測(cè)定的多種苯系物（苯、甲苯、鄰位二甲苯、間位二甲苯、對(duì)位二甲苯、乙苯、苯乙烯、異丙苯）的線性相關(guān)性良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.9990，RSD均<2.0%，回收率9，0.0%～106.0%之間，說(shuō)明線性范圍、精密度和回收率均較理想，值得推廣。

結(jié)果表明，頂空毛細(xì)管色譜法測(cè)水質(zhì)中的苯系物操作簡(jiǎn)單，分析時(shí)間短，靈敏度高，無(wú)需有機(jī)溶劑萃取，毒性小，安全性高。此外改法的線性曲線相關(guān)性、檢出限、回收率結(jié)果均較好，是一種測(cè)定水中苯系物的可靠方法，且運(yùn)用該方法測(cè)得的自來(lái)水和待測(cè)水樣中的7種苯系物含量，自來(lái)水中未檢出，待測(cè)水樣也未檢出苯系物，說(shuō)明本水樣中苯系物極低。

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