地表水中丙烯腈的測(cè)定-吹掃捕集/氣相色譜法

韓艷艷，王巧利，曹潤(rùn)澤，田曉靜

(河南省許昌生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河南 許昌 461000)

1 引言

丙烯腈為無(wú)色液體，有毒，來(lái)源于有機(jī)合成工業(yè)，常與乙腈、氰化物共存于水中[1]。丙烯腈一般通過(guò)工業(yè)廢水排入水源，造成水體污染[2]。水中丙烯腈的測(cè)定方法有：直接進(jìn)樣氣相色譜法、頂空-氣相色譜法、吹掃捕集-氣相色譜法、液液萃取氣相色譜法[3～14]，直接進(jìn)樣法對(duì)色譜柱的傷害很大，存在水峰的干擾；液液萃取氣相色譜法中有機(jī)試劑的使用，會(huì)損害實(shí)驗(yàn)人員的健康。頂空氣相色譜法和吹掃捕集-氣相色譜法是目前測(cè)定水中丙烯腈最常見(jiàn)的方法。本文利用吹掃捕集氣相色譜測(cè)定地表水中丙烯腈。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

7890A 型氣相色譜儀，氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)，安捷倫科技有限公司；CDS7000型吹掃捕集裝置，具自動(dòng)進(jìn)樣器、5mL石英吹掃管，5 mL氣密性注射器并帶有截止閥，美國(guó)CDS Analyal公司；30 m×0.25 mm×0.25 umBR-Swax石英毛細(xì)管色譜柱(BRUKER公司)

丙烯腈標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μg/mL，溶劑甲醇，北京瀚德沃克科技有限公司；試劑為色譜純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水，色譜檢測(cè)無(wú)待測(cè)組分。

2.2 色譜條件

2.3 吹掃捕集條件

采用氮?dú)鉃榇祾叩妮d氣，吹掃溫度為45 ℃、流量30 mL/min、吹掃時(shí)間15 min；解析溫度為200 ℃、時(shí)間3 min；烘烤溫度為250 ℃、時(shí)間8 min。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜柱的選擇

通過(guò)分析丙烯腈的極性，分別選用BR-Swax柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，HP-FFAP柱(30 m×0.53 mm×1.0 μm)進(jìn)行分離測(cè)試，發(fā)現(xiàn)兩種色譜柱的分離效果相當(dāng)，而Swax柱的出峰時(shí)間較快，同濃度峰形更好。

3.2 吹掃條件的選擇

3.2.1 吹掃溫度的選擇

由于丙烯腈的水溶性很好，所以對(duì)樣品管加熱，以提高丙烯腈的分離效果。分別改變不同的條件，找到吹掃的最佳條件，詳見(jiàn)表1。

表1 吹掃溫度與峰面積的關(guān)系

3.2.2 解析溫度的選擇

通過(guò)對(duì)濃度為10.0 μg/L的樣品進(jìn)行分析，解析溫度分別為160 ℃, 180 ℃, 200 ℃, 250 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最佳解析溫度為200 ℃，烘焙溫度和烘焙時(shí)間的選擇影響捕集阱的使用效率，在烘焙溫度為250 ℃以上，烘焙時(shí)間8 min以上，氣相色譜分析沒(méi)有雜峰影響，故選擇烘焙溫度250 ℃，烘焙時(shí)間8 min，解析溫度與峰面積的關(guān)系見(jiàn)表2。

表2 解析溫度與峰面積的關(guān)系

3.2.4 樣品的采集、保存及分析步驟

用硬質(zhì)磨口玻璃瓶采集樣品，采樣時(shí)容器上方不留空間和氣泡，水樣采集后立即分析，最長(zhǎng)不超過(guò)48 h。

用吹掃捕集自動(dòng)進(jìn)樣器采集樣品與吹掃管中，吹掃、捕集完畢后，解吸進(jìn)入氣相色譜儀，Swax毛細(xì)管柱分離，F(xiàn)ID檢測(cè)，保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。

3.2.5 校準(zhǔn)曲線的繪制置

取丙烯腈標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液逐級(jí)配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，溶劑為超純水。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濃度測(cè)定三次，取平均值，以平均峰面積與相應(yīng)濃度做線性回歸，得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表3，濃度為10.0μg/L標(biāo)液的色譜圖見(jiàn)圖1。

表3 丙烯腈的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖1 丙烯腈的色譜圖及校準(zhǔn)曲線

3.2.6 檢出限的計(jì)算

以最低濃度樣品作為試樣，重復(fù)測(cè)定7次，根據(jù)技術(shù)導(dǎo)則[15]中推薦方法計(jì)算方法的檢出限。具體結(jié)果詳見(jiàn)表4。

表4 丙烯腈的檢出限實(shí)驗(yàn)

3.2.7 精密性和準(zhǔn)確性

取本市某河水進(jìn)行丙烯腈組分檢測(cè)，結(jié)果未檢出，對(duì)其進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，移取標(biāo)準(zhǔn)使用液1000 μg/L 配制成濃度約為5.00 μg/L，50.0 μg/L，100 μg/L的3組樣品，分別測(cè)定7次，用超純水做實(shí)驗(yàn)空白，具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.7%～10.0%之間，加標(biāo)回收率在 78.4%～111%之間。

表5 丙烯腈精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

4 結(jié)論

本文利用吹掃捕集前處理，BR-Swax柱(30 m×0.25 mm×0.25 um)，氣相色譜FID檢測(cè)器測(cè)定清潔水中的丙烯腈，最佳吹掃溫度45 ℃，最佳解析溫度200 ℃。本方法簡(jiǎn)便快捷，檢出限、精密度和準(zhǔn)確度能滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)[16]和生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)[17]的要求，且不需要有機(jī)試劑，減少了對(duì)實(shí)驗(yàn)人員健康的損害及環(huán)境的污染。