霍庭秀 羅 虹 李欣慶 戴寶成 張 勇

(1.黃委會寧蒙水文水資源局,內(nèi)蒙 古包頭 014030;2.河南黃河水文勘測設(shè)計院,鄭州 450004)

苯系物是現(xiàn)代工業(yè)中的重要原料和有機(jī)溶劑,容易污染水體,在環(huán)境中也不易降解 ,對人體的危害極大。采用氯化工藝去除飲用水中致病細(xì)菌的過程中也會產(chǎn)生氯化副產(chǎn)物,我國許多城市的水源水、自來水已檢測到苯系物的存在。因此,建立快速高效的苯系物檢測方法十分重要。目前,車載氣相色譜儀,吹掃撲捕集技術(shù)以其較高的富集效率和無需有機(jī)溶劑的優(yōu)點,操作簡便快速,靈敏度、準(zhǔn)確度高的特點,已應(yīng)用到江、河、湖、庫等地表水和水源地水的有機(jī)物監(jiān)測分析和突發(fā)水污染事件的應(yīng)急監(jiān)測中。苯系物在水體中的溶解度小,易吹脫且熱穩(wěn)定性好,適用于吹掃捕集技術(shù),筆者通過對SRI8610C型車載氣相色譜儀的調(diào)試應(yīng)用,從捕集柱吸附劑材料、毛細(xì)管色譜柱等方面進(jìn)行了優(yōu)化分析,確定了苯系物的最佳分析條件,縮短了分析周期,并應(yīng)用于黃河水中各組分的含量分析,準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性令人滿意。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

SRI8610C型車載氣相色譜儀內(nèi)置5030吹掃捕集器;2個可獨立加熱的濃縮器;具有FID、NPD、ECD檢測器;可通過Peaksimple軟件進(jìn)行控制;帶加熱進(jìn)樣口 。

苯系物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):均購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;甲醇:色譜純;不含待測組分的純水。

1.2 水樣的采集

取經(jīng)過烘烤的100ml棕色玻璃瓶于現(xiàn)場,沿瓶壁緩緩注入水樣至瓶滿,立即蓋上瓶塞,送回實驗室,盡快分析。

1.3 吹掃捕集條件

吹掃時間:10min;吹掃溫度:50℃;解吸溫度:110℃ ;解吸時間:1min;烘培溫度:5℃;進(jìn)樣量10ml。

1.4 色譜條件

色譜柱:升溫程序:50℃保留10min,以5℃/min的速率升高到 110℃,保持 1min,共計23min。進(jìn)樣口溫度:200℃。檢測器溫度:150℃。載氣 (氮氣)壓強(qiáng):8psi。

尾吹氣壓強(qiáng):6psi。氫氣壓強(qiáng):20psi?？諝鈮簭?qiáng):5psi。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)

用純水將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋達(dá)到質(zhì)量濃度為1.5、15、30、80、160μ g/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列混合液(對、鄰二甲苯為其濃度的2倍),色譜圖見圖1～5。分別吸取10.0ml上述標(biāo)準(zhǔn)混合液進(jìn)行測定,以組分質(zhì)量濃度與峰面積作線性回歸,求得回歸方程y=ax+b,以2倍噪聲作為方法的檢出限結(jié)果見表1,由表可見,在1.5～160μ g/L內(nèi),7種苯系化合物具有良好的線性關(guān)系,其相關(guān)系數(shù)都在0.9990以上,檢出限在0.43～1.18μ g/L之間。

圖1 1.5μg/L苯系物色譜圖

圖2 15μg/L苯系物色譜圖

圖3 30μg/L苯系物色譜圖

圖4 80μg/L苯系物色譜圖

圖5 160μg/L苯系物色譜圖

表1 苯系物的校準(zhǔn)曲線及檢出限

1.6 水樣測定

準(zhǔn)確量取10ml待測水樣,緩緩注入進(jìn)樣管中,按設(shè)定條件進(jìn)行吹掃捕集和色譜分離測定,以保留時間定性,峰面積定量,結(jié)果見色譜圖6。由色譜圖可見,該水樣在苯系物保留時間處沒有出峰,則說明該水樣中不含苯系物成分。

圖6 待測水樣色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 理想的吸附劑必須符合三個條件

吸附效果好,解吸回收率高,吸附容量大。目前,常用的捕集柱有活性碳/硅膠/Tenax組成,適合于水中微量多組分捕集和熱解。它雖對苯系物有吸附效果較好,但對苯的分析產(chǎn)生干擾。因此為了避免對苯的干擾,需選擇對苯干擾小的捕集柱材料。筆者選擇了BTEXT RAP專用捕集柱,它對苯系物吸附效果很好。

2.2 色譜柱的優(yōu)化選擇

色譜柱對混合物的分離效果主要取決于色譜柱中固定相的選擇性和極性。為了實現(xiàn)苯類化合物的完全分離,分別選擇同樣規(guī)格的非極性毛細(xì)管柱、極性毛細(xì)管柱兩種色譜柱進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:測定苯系物除二甲苯三種同分異構(gòu)體外,利用弱極性毛細(xì)管柱就可以很好分離,在具體工作對二甲苯不要求準(zhǔn)確分離的情況下,弱極性毛細(xì)管柱就可滿足工作要求。

2.3 方法的回收率與精密度(或準(zhǔn)確度)

在某一水源地水中加入濃度為160μ g/L的苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1ml進(jìn)行測定,得到7種苯系化合物(其中對、鄰二甲苯未分開)的加標(biāo)回收率,見表2所示,同時進(jìn)行了盲樣控制,得出盲樣測試結(jié)果的準(zhǔn)確度,見表3所示。

表2 苯系物測定回收率

表3 苯系物盲樣測定結(jié)果

由表2可見,7種組分苯系物的加標(biāo)回收率差在90.4%～98.9%之間,雖然整體加標(biāo)回收率小于100%,但是筆者認(rèn)為經(jīng)過多次實驗得出苯系物7種物質(zhì)的回收率都在90%以上,這樣的測試方法可以認(rèn)為比較滿意。整體回收偏低的原因筆者認(rèn)為這與苯系物的物理性質(zhì)有關(guān),由于苯系物是很易揮發(fā)的物質(zhì),所以在室內(nèi)進(jìn)行實驗,在實驗過程將會有部分苯系物揮發(fā)造成了回收率偏低是很易理解的。

由表3可見,7種組分苯系物的盲樣測定準(zhǔn)確度在90.0%～98.6%之間,準(zhǔn)確度小于100%,筆者認(rèn)為這與苯系物易揮發(fā)有很大關(guān)系。

3 結(jié)論

通過優(yōu)化吹掃捕集和氣相色譜的分析條件,利用BTEXT RAP專用捕集柱和色譜柱對7種苯系物進(jìn)行分析,使難以分離的二甲苯(三種同分異構(gòu)體)中的間二甲苯與對、鄰二甲苯得到了很好分離。該方法的檢出限在0.43～1.18μ g/L之間,加標(biāo)回收率在 90.4%～98.9%之間,盲樣測定準(zhǔn)確度在90.0%～98.6%之間。該方法無有機(jī)溶劑再污染,操作簡單,靈敏度、準(zhǔn)確度均能滿足分析要求,可用于飲用水和地表水中苯系物的測定。

[1]魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測分析方法(第4版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002

[2]吳烈鈞.氣相色譜監(jiān)測方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000

[3]吳烈鈞.氣相色譜檢測方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[4]王永華.氣相色譜分析應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2006

[5]楊海鷹.氣相色譜在石油化工中的應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[6]汪桂斌,牟世芬.色譜在環(huán)境分析中的應(yīng)用[M]..北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[7]王立,汪正范.色譜分析樣品處理[M].北京:科學(xué)出版社,2006

[8]劉虎威.氣相色譜方法及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[9]汪正范.色譜定性與定量[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

[10]傅若農(nóng).氣相分析概論[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005