不同方法快速測(cè)定苯系物的效果研究

李 姣

（山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司， 山西 太原 030024）

引言

苯系物為有機(jī)化工行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的物質(zhì)，在實(shí)際應(yīng)用中其或多或少地通過多種途徑進(jìn)入環(huán)境中，包括水體、土壤以及空氣中，造成環(huán)境污染。據(jù)資料表明，苯系物會(huì)對(duì)人體和生物體造成嚴(yán)重的危害，備受相關(guān)組織的關(guān)注。因此，針對(duì)苯系物，除了在排放時(shí)對(duì)其進(jìn)行有效處理外，對(duì)環(huán)境中苯系物的監(jiān)測(cè)也非常重要，尤其對(duì)苯系物的溯源更加重要，根據(jù)溯源結(jié)果解決苯系物污染物的源頭，避免污染源的進(jìn)一步擴(kuò)散[1]。本文將主要開展研究采用不同方法實(shí)現(xiàn)對(duì)苯系物的快速測(cè)定并溯源。

1 苯系物及測(cè)定方法概述

所謂苯系物是苯及其衍生物的總稱，屬于單環(huán)芳香族的碳?xì)浠衔铮⑶揖哂幸讚]發(fā)的特點(diǎn)。在環(huán)境中常見的苯系物包括有苯、甲苯、二甲苯、鄰二甲苯等。在常溫狀態(tài)下，苯系物主要呈現(xiàn)為液體狀態(tài)，而且極易揮發(fā)、燃燒，具有較強(qiáng)的毒性；當(dāng)苯系物以氣體的狀態(tài)存在時(shí)還容易爆炸。苯系物可溶于酮、醚、醇等眾多的有機(jī)溶劑中，其與水表現(xiàn)為不溶或微溶的狀態(tài)?？偟膩?lái)講，苯系物為容易揮發(fā)、燃燒的有機(jī)物，對(duì)環(huán)境危害較大。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)苯系物的有效治理和監(jiān)測(cè)對(duì)于環(huán)境的保護(hù)尤為重要[2]。

值得注意的是，苯系物并不是自然產(chǎn)生的污染物，苯系物的產(chǎn)生勢(shì)必與人類活動(dòng)相關(guān)。尤其是對(duì)于海洋環(huán)境中，苯系物主要由于石油的污染、由地面排放至海洋的污水以及化學(xué)品的污染所導(dǎo)致。可以說，苯系物可以通過多種途徑進(jìn)入環(huán)境中導(dǎo)致空氣、海洋以及土壤等造成嚴(yán)重污染。

在對(duì)苯系物測(cè)定之前需要對(duì)其進(jìn)行前處理。目前，針對(duì)苯系物的前處理可采用的方法包括有頂空分析法、液- 液萃取技術(shù)、吹掃- 捕集技術(shù)、固相萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)、液相微萃取技術(shù)等；在對(duì)苯系物進(jìn)行前處理后可采用氣體檢測(cè)管法、分光光度法、氣象色譜法、氣象色譜- 質(zhì)譜法等進(jìn)行檢測(cè)[3]。

本文將重點(diǎn)針對(duì)海水中的13 種苯系物為例開展研究，對(duì)分別采用靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法和頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用法進(jìn)行測(cè)定。

2 靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定苯系物

所謂頂空氣相色譜法指的是對(duì)待測(cè)對(duì)象（液體或固體）所揮發(fā)出的蒸汽進(jìn)行間接測(cè)定方法。根據(jù)樣品取、進(jìn)方式的不同，可將頂空氣相色譜法分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式。其中，靜態(tài)頂空氣相色譜法是當(dāng)氣體與液體（固體）達(dá)到一定的平衡狀態(tài)后對(duì)其氣相色譜進(jìn)行測(cè)定；而動(dòng)態(tài)頂空氣相色譜法需要多次取樣，當(dāng)液相和固相中的氣體全部揮發(fā)出來(lái)后進(jìn)行測(cè)定方法[4]。本節(jié)將采用實(shí)驗(yàn)的方式重點(diǎn)探討靜態(tài)頂空氣相色譜法實(shí)現(xiàn)對(duì)苯系物的快速測(cè)定。

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

針對(duì)靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定苯系物所采用的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀為美國(guó)安捷倫公司制造的7 694 A 頂空自動(dòng)進(jìn)樣器。其他輔助實(shí)驗(yàn)用品包括20 mL 的頂空瓶、硅膠隔墊和聚四氟乙烯等。

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為包含有苯、甲苯、二甲苯、正丙苯等13 種苯系物的混合物，該苯系物的混合物溶于甲醇溶劑中，苯系物的質(zhì)量濃度為0.2 g/L。鑒于苯系物易揮發(fā)、易燃易爆的特點(diǎn)將其存儲(chǔ)與4 ℃的冰箱內(nèi)密封保存。根據(jù)實(shí)驗(yàn)安排，準(zhǔn)備的樣品如下：將預(yù)先準(zhǔn)備的溶于甲醇中的苯系物再次溶于超純水中，并將最終的質(zhì)量濃度控制在32 μg/L；將預(yù)先準(zhǔn)備的溶于甲醇中的苯系物再次溶于海水中，并逐漸加入海水進(jìn)行稀釋，最終質(zhì)量濃度控制在0.16～16 μg/L。

根據(jù)靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法分別設(shè)定靜態(tài)頂空、氣相色譜以及質(zhì)譜的實(shí)驗(yàn)條件，具體設(shè)定如下頁(yè)表1所示。

表1 靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法分實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將上述方案在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行設(shè)定，對(duì)13 種苯系物混合物中各種苯的含量檢出限值和定量限值進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下頁(yè)表2 所示。

表2 靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定苯系物的檢出限和定量限對(duì)比

3 頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定苯系物

對(duì)于固相微萃取模式而言，可分為直接萃取和頂空萃取兩種方式，本節(jié)對(duì)其中的頂空萃取方式對(duì)苯系物的快速測(cè)定展開研究。

針對(duì)頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定苯系物所采用的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀為美國(guó)安捷倫公司制造的5973N MSD 氣相色譜- 質(zhì)譜儀[5]。其他輔助實(shí)驗(yàn)用品包括15 mL 的頂空瓶、硅膠隔墊和聚四氟乙烯等。

實(shí)驗(yàn)樣品的設(shè)計(jì)同“2.1”相同。頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法中涉及的氣相色譜- 質(zhì)譜的實(shí)驗(yàn)條件同“2.1”。不同的是，頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用法還需進(jìn)行SPME 操作，具體流程如下：將新萃取頭插入進(jìn)樣口中，將取出來(lái)的樣品在250℃的環(huán)境中烘烤10min，將取出來(lái)樣品中的殘留物完全去除。

頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)應(yīng)13 種苯系物混合物中各種苯的含量檢出限值和定量限值進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表3 靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定苯系物的檢出限和定量限對(duì)比

4 結(jié)論

主要對(duì)靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法和頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用法快速測(cè)定13 種苯系物展開研究，并總結(jié)如下：

1）靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法和頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法具有操作簡(jiǎn)便、高靈敏的測(cè)定優(yōu)勢(shì)，可作為后期推廣的苯系物的主要測(cè)定方法。

2）對(duì)比頂空固相微萃取- 氣質(zhì)聯(lián)用法和靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法不同苯化合物的檢出限值和定量限值得出：靜態(tài)頂空- 氣質(zhì)聯(lián)用法具有更好的測(cè)定效果。