滕飛 張青 顧福權(quán)

（紹興市水環(huán)境科學(xué)研究院有限公司 浙江紹興 312000）

正交試驗(yàn)法在氣相色譜法測定污水中吡啶的研究

滕飛 張青 顧福權(quán)

（紹興市水環(huán)境科學(xué)研究院有限公司 浙江紹興 312000）

采用直接進(jìn)水樣，用氣相色譜氫焰離子化檢測器(FID)測定水中吡啶，并用正交法對柱溫、載氣流量、尾吹流量、分流比四個(gè)氣相色譜重要條件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定了直接進(jìn)樣氣相色譜法測定水中吡啶的最佳操作條件，該方法檢出限為0.06mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法簡便、準(zhǔn)確，在此條件下直接進(jìn)樣檢測水中吡啶，可獲得良好的分析結(jié)果。

正交法;氣相色譜;直接進(jìn)樣;吡啶

吡啶，又稱氮苯，無色或微黃色液體，有特殊臭味，分子式C5H5N，為含有一個(gè)氮雜原子的六元雜環(huán)化合物。吡啶易燃，其蒸汽與空氣能形成爆炸性混合物，毒性較大，其液體及蒸汽刺激皮膚和粘膜，能使神經(jīng)中樞麻醉，可引起流淚、眩暈等癥狀。吡啶在工業(yè)上可用作變性劑、助染劑，以及合成一系列產(chǎn)品（包括藥品、消毒劑、染料等）的原料，吡啶及其同系物還存在于骨焦油、煤焦油、煤氣、石油中。由于生產(chǎn)工藝及排放廢水中存在一定濃度的吡啶，對環(huán)境和人體健康構(gòu)成危害，因此《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）對吡啶的標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行了規(guī)定。

離子化檢測器(FID)作為檢測器直接進(jìn)水樣測定吡啶，利用正交實(shí)驗(yàn)法[10-11]對柱溫、柱流量、分流比、尾吹流量影響因素進(jìn)行優(yōu)化，確定了最佳操作條件，在確定的操作條件下，水樣用濾膜過濾后，直接進(jìn)樣測定水中吡啶獲得了良好的分析結(jié)果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

氣相色譜儀：安捷倫7890氣相色譜儀，氫焰離子化檢測器(FID)；

色譜柱：HP-INNOWAX(30*0.32*0.25)彈性石英毛細(xì)色譜柱；氫氣：瓶裝高純氫氣

吡啶：美國Accustandard，2000ug/mL

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在毛細(xì)管柱氣相色譜分析中，通常尾吹流量、柱溫、分流比、載氣流量等因素對測試指標(biāo)（樣品峰面積、樣品測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD）具有較大影響，因此設(shè)定尾吹流量、柱溫、分流比、載氣流量等4個(gè)因素，共分3個(gè)水平，見表1。其他參數(shù)條件設(shè)置為：汽化室溫度：250℃，檢測器溫度：250℃。

表1 水平因素表

根據(jù)以上的因素和水平,確定應(yīng)用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表,見表2（表格中間數(shù)字為水平編號）（選定的尾吹流量值遠(yuǎn)大于載氣流量，因此本實(shí)驗(yàn)中不考慮兩者的交互作用，四因素為相互獨(dú)立因素）。

表2 L9(34)試驗(yàn)表

按表2調(diào)整儀器條件參數(shù)，直接進(jìn)水樣，分別進(jìn)行9組實(shí)驗(yàn)，每組測定3次，峰面積取3次平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析見表3

表3 試驗(yàn)結(jié)果及分析表

表3中峰面積、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD列的數(shù)據(jù)為每組實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)結(jié)果。K為因素各個(gè)水平目標(biāo)結(jié)果之和，如根據(jù)峰面積計(jì)算的尾吹流量K1=21.34+41.34+48.25=110.93，本實(shí)驗(yàn)中對峰面積而言，使K值最大的水平為該因素的最佳水平；對RSD而言，使K值最小的水平為該因素的最佳水平（RSD值愈小精密度愈高）。

極差R為K1～K3之間最大值與最小值之差，R值表征各因素對目標(biāo)結(jié)果的影響程度，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，以峰面積結(jié)果統(tǒng)計(jì)的各因素極差大小順序，確定了影響峰面積各因素的主次順序依次為分流比＞尾吹流量＞柱溫＞載氣流量；以RSD結(jié)果統(tǒng)計(jì)的各因素極差大小順序，確定了影響精密度（RSD）各因素的主次順序依次為分流比＞柱溫＞載氣流量＞尾吹流量。

取各因素獲得最好目標(biāo)結(jié)果時(shí)的水平數(shù)，即得到理論最佳儀器條件參數(shù)，如下：

峰面積的最佳儀器條件參數(shù)為尾吹流量20mL/min（水平1）、柱溫50℃（水平2）、分流比為不分流（水平3）、載氣流量5mL/min（水平2）；

精密度（RSD）的最佳儀器條件參數(shù)為尾吹流量20mL/min（水平1）、柱溫50℃（水平2）、分流比為不分流（水平3）、載氣流量5.5mL/min（水平3）。

選出的兩組最佳儀器條件參數(shù)中，尾吹流量、柱溫和分流比均一致，只有載氣流量有差異，考慮到載氣流量對RSD的影響更大些，因此選擇載氣流量為5.5ml/min。最終選定的理論最佳條件參數(shù)為尾吹流量20mL/min、柱溫50℃、分流比為不分流、載氣流量5.5mL/min。

2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按照以上所選理論最佳儀器條件參數(shù)：尾吹流量20mL/min、柱溫50℃、不分流、載氣流量5.5mL/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，根據(jù)所選的理論最佳儀器條件參數(shù)測定吡啶，峰形好，精密度（RSD）1.5%，為最理想的檢測結(jié)果，這表明通過正交實(shí)驗(yàn)獲得的最佳條件參數(shù)理論值與實(shí)際結(jié)果相符。該方法檢出限為0.06mg/L。

3 結(jié)語

采用直接進(jìn)水樣，以氫焰離子化檢測器(FID)測定水中吡啶，并用正交法確定了最佳儀器操作條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在最佳儀器操作條件下，直接進(jìn)樣檢測水中吡啶可獲得良好的分析結(jié)果，其精密度、準(zhǔn)確度以及方法檢出限均很好的滿足了地表水中吡啶的檢測要求。

[1]陸鴻.正交試驗(yàn)設(shè)計(jì).河南預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,1999.10（2）.

[2] BalasubramanianM,KriegmanDJ,et al.Localized glaucomatous changedetection within the proper orthogonal decomposition framework..Investophthalmolvis sci,2012,53(7)∶3615- 28.