吹掃捕集—?dú)庀嗌V/質(zhì)譜法快速測定白厚漆中的苯系物

馮 碩

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029)

苯系物(benzenes)是常見的易揮發(fā)單環(huán)芳香烴類化合物，包括苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯以及苯乙烯等，是目前公認(rèn)的致癌物，甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯及苯乙烯等化合物在較低濃度下也對(duì)人類和生物造成不同程度的危害[1-3]。白厚漆又稱鉛油，是由干性植物油和白色顏料、體質(zhì)顏料等研磨而成，主要用于自來水管等螺紋接口處的密封。白厚漆在使用過程中有一部分會(huì)長期暴露在環(huán)境空氣中，一部分與水直接接觸，其中的有害物質(zhì)，如苯系物等會(huì)揮發(fā)到環(huán)境空氣中，也會(huì)隨自來水被人接觸和飲用，因此，分析白厚漆中的苯系物，并建立苯系物的快速準(zhǔn)確的分析方法有重要意義。

傳統(tǒng)的苯系物檢測方法主要是溶劑萃取法[4]、固相微萃取法[5]和頂空氣相色譜法及質(zhì)譜聯(lián)用法[6]等。以上幾種方法在測定水、土壤、空氣及油漆等化工原料中的苯系物方面都取得了一定成果，但也具有一定局限性，如樣品前處理過程復(fù)雜、溶劑需求量大、靈敏度低、精密度差等。吹掃捕集法是一種動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)，具有樣品需求量少、富集效率高、受基體干擾小、靈敏度高等優(yōu)勢[7-9]，而氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可以使成分分離和結(jié)構(gòu)鑒定同時(shí)完成，是目前環(huán)境分析領(lǐng)域最常用、最有效的方法[10-12]。

試驗(yàn)采用吹掃捕集—?dú)庀嗌V/質(zhì)譜(PT-GC/MS)法，建立白厚漆中苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯及苯乙烯的定性和定量分析方法，以期為白厚漆中痕量苯系物的快速鑒定和定量分析提供可供參考的方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

Clarus 600T型氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國PerkinElmer公司，配有TELEDYNE Tekmar吹掃捕集裝置；色譜柱，Elite-XLB玻璃毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，美國PerkinElmer公司。

市售白厚漆，產(chǎn)地分別為中國華北、華中、華東等地區(qū)；苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯、苯乙烯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，編號(hào)為120212-01，批號(hào)為270375，標(biāo)準(zhǔn)值為 1 mg/mL，美國o2si公司產(chǎn)品，購自上海安普實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

取苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯、苯乙烯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL，置于1 000 mL容量瓶中，加水定容至刻度，得到質(zhì)量濃度為1 000 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液。另取100 mL容量瓶8個(gè)，分別準(zhǔn)確加入混合標(biāo)準(zhǔn)中間溶液0.05、0.10、0.20、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mL，加水定容至刻度，得到質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2.2樣品溶液的制備

分別取不同產(chǎn)地白厚漆樣品適量，置于蒸發(fā)皿中，在通風(fēng)條件下自然干燥。準(zhǔn)確稱取干燥后的白厚漆0.01 g，加5%甲醇50 mL，置于100 mL廣口瓶中，加蓋，在50 ℃密封條件下超聲2 h，提取液離心，取上清液，得樣品溶液。

1.2.3吹掃捕集

采用張慧等[13]建立的方法并進(jìn)行優(yōu)化。吹掃捕集程序條件：吹掃氮?dú)饬魉?0 mL/min，吹掃時(shí)間11 min，解吸時(shí)間2 min，解吸溫度250 ℃。

1.2.4GC-MS測定

采用DB-5玻璃毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，氣相色譜升溫程序：初始溫度35 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min速度升至100 ℃，再以15 ℃/min速度升至200 ℃；進(jìn)樣口溫度260 ℃，分流比20∶1；質(zhì)譜分析采用電子轟擊(EI)電離，載氣流速1.0 mL/min，離子源溫度260 ℃，輔助加熱溫度280 ℃，SIM掃描方式定量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 白厚漆中苯系物的定性測定

分別取苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯、苯乙烯混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和白厚漆樣品溶液各5 mL，注入吹掃捕集裝置進(jìn)樣口中，分別按試驗(yàn)方法進(jìn)行吹掃捕集處理及氣相色譜/質(zhì)譜測定。8種苯系物對(duì)照品和樣品的標(biāo)準(zhǔn)GC-MS圖譜如圖1所示。根據(jù)圖1及特征離子信息[14]可以確定，苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯及苯乙烯得到了較好分離。

圖1 苯系物對(duì)照品和樣品的標(biāo)準(zhǔn)GC-MS圖譜

在SIM掃描方式下，各化合物的GC-MS測定結(jié)果見表1。

表1 苯系物的GC-MS測定結(jié)果

2.2 白厚漆中苯系物的定量分析

2.2.1分析方法的精密度、檢出限和線性關(guān)系

取1 μg/L苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯、苯乙烯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按試驗(yàn)方法進(jìn)行吹掃捕集處理及氣相色譜/質(zhì)譜分析，重復(fù)測定6次，記錄苯系物各色譜峰的保留時(shí)間和峰面積。結(jié)果表明：苯系物各色譜峰的保留時(shí)間RSD均低于0.23%，峰面積RSD均低于2.11%，說明該方法精密度良好。采用純水進(jìn)行全流程空白測定，重復(fù)測定10次，計(jì)算各苯系物峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限。8種苯系物的檢出限均低于0.46 μg/L。

取苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、異丙苯、苯乙烯混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，按試驗(yàn)方法進(jìn)行吹掃捕集處理并進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜分析，記錄苯系物的保留時(shí)間和峰面積值，以8種苯系物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸分析。結(jié)果表明，8種苯系物在0.50～100 μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.995 5以上。

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量白厚漆樣品，加入一定量苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按試驗(yàn)方法進(jìn)行吹掃捕集處理及氣相色譜/質(zhì)譜測定，并計(jì)算回收率。結(jié)果表明，8種苯系物的回收率在95.2%～102.6%之間。

苯系物的線性關(guān)系、檢出限及回收率見表2。

表2 苯系物的線性關(guān)系、檢出限及回收率

2.2.2白厚漆樣品的測定

取5份白厚漆樣品溶液各5 mL，分別注入吹掃捕集裝置進(jìn)樣口中，按試驗(yàn)方法進(jìn)行吹掃捕集處理及氣相色譜/質(zhì)譜分析，記錄峰面積，根據(jù)表2線性關(guān)系數(shù)據(jù)計(jì)算不同產(chǎn)地白厚漆中苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯及苯乙烯含量，得到不同產(chǎn)地白厚漆中苯系物質(zhì)量濃度。結(jié)果見表3。

表3 不同產(chǎn)地白厚漆中苯系物的測定結(jié)果

由表3看出：取自華北、華東1的樣品中未檢測到苯；華中、華東2的樣品中未檢測到異丙苯；華東1的樣品中未檢測到苯乙烯；除上述未檢測到的部分苯系物外，五個(gè)產(chǎn)地的樣品中其他苯系物質(zhì)量濃度均在5.6～86.1 mg/L范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

采用吹掃捕集—?dú)庀嗌V/質(zhì)譜法建立了白厚漆中的苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯及苯乙烯等苯系物成分快速分析方法。方法具有樣品前處理簡單、干擾小、分離度好、靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好等優(yōu)勢，可作為白厚漆中痕量苯系物的快速鑒定和定量分析方法。白厚漆中苯系物快速檢測方法的建立對(duì)環(huán)境保護(hù)及人類健康有重要意義。

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