阿依登古麗·阿斯哈提

（阿勒泰水文勘測局，新疆 阿勒泰 836500）

1 引言

氣象色譜方法是近些年發(fā)展速度較快的一種新型的污染物分離及測定的技術(shù)[1]，主要用于測定分子量較低的有機化合物的測定[2]，從近些年的研究成果可看出[3]～[9]，氣象色譜方法也較為成熟，在《地表水環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)》中，地表水監(jiān)測項目中有57 項指標(biāo)，占總指標(biāo)的71.2%，采用氣象色譜方法來進(jìn)行水質(zhì)指標(biāo)的測定。當(dāng)前，隨著水質(zhì)保護力度的不斷加大，對于地表水，特別是集中飲用水區(qū)域的水質(zhì)保護措施逐步開展，對于地表水質(zhì)的監(jiān)測要求也越來越高。氣象色譜方法作為一種先進(jìn)、快速的水質(zhì)測定手段，在阿勒泰地區(qū)地表水質(zhì)測定中得到應(yīng)用，但應(yīng)用范圍及測定的項目還相對較少，為此本文通過氣象色譜主要特點和測定方法進(jìn)行闡述，并結(jié)合實例分析，分析氣象色譜在阿勒泰地區(qū)水質(zhì)測定的應(yīng)用效果。

2 氣象色譜的主要特點

（1）污染物分離的效率較高：氣象色譜可以對多個理論分離的塔板進(jìn)行有效分離，可以對一些分離系數(shù)較為復(fù)雜的有機物、重金屬進(jìn)行高效分離，經(jīng)過多次平衡分解后，可使分離效果達(dá)到最佳狀態(tài)；

（2）污染物測定靈敏度較高：由于采用高靈敏的檢測裝置，可以對測定的水體中10-11g～10-13g 的物質(zhì)進(jìn)行有效測定，在水質(zhì)中可測定質(zhì)量數(shù)量級為10-6～10-9級數(shù)的硫和磷等化合物，在集中式飲用水源地表水質(zhì)測定中，采用氣象色譜方法進(jìn)行檢測的最低檢驗值為0.05 mg/L～0.00002 mg/L，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5 mg/L～0.00012 mg/L，達(dá)到水質(zhì)評價的基本要求；

（3）選擇度較高：對于具有相似特點的的烴類有機物、同位素也具有較好的測定能力；

（4）具有較好的檢測速度：對一個測定樣本的時間一般在10 分鐘內(nèi)可以完成，對于測定地表水中的有機氯、農(nóng)藥殘留物可以在2 分鐘內(nèi)完成分離測定；

（5）檢測覆蓋面較廣：對工作溫度內(nèi)的有機物、無機物均可以進(jìn)行測定，覆蓋的領(lǐng)域、區(qū)域都較廣。

3 氣象色譜儀主要污染物監(jiān)測方法

（1）有機氯農(nóng)藥的監(jiān)測方法：氣象色譜檢測儀器配置有電子捕獲裝置，檢測時溫度控制在220℃，流速應(yīng)控制在60 L/min內(nèi)，可以對水中的有機氯農(nóng)藥成分進(jìn)行有效測定，測定的限值在4 ng/L～200 ng/L 之間；

（2）有機磷農(nóng)藥的監(jiān)測方法：氣象色譜檢測儀配置火焰光度方法進(jìn)行測定，檢測時溫度控制在230℃，流速應(yīng)控制在160 L/min 內(nèi)，可對水體中的有機磷農(nóng)藥成分進(jìn)行有效測定，檢測的限值在5×10-4mg/L～5×10-5mg/L 之間；

（3）有機化學(xué)物的監(jiān)測方法：氣象色譜檢測儀配置氫火焰離子進(jìn)行測定，可以對水體中的三氯甲烷進(jìn)行測定，測定的限值為0.0006 mg/L，對四氯化碳的檢測限值為0.003 mg/L，可以針對50 多項有機化學(xué)物進(jìn)行測定，具體測定限值可見參考文獻(xiàn)[10]；

（4）微量金屬元素的監(jiān)測方法：可以結(jié)合氣象色譜進(jìn)行硒、鈹、銅等微量元素的監(jiān)測，其中硒的監(jiān)測主要采用酸性溶液與四價硒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)測定試劑足量后，可以產(chǎn)生具有揮發(fā)性且可被萃取的有機化合物，而后可采用電子捕獲檢測儀器進(jìn)行測定。

氣象色譜檢測儀器可實現(xiàn)50 多項有機物污染物的快速測定，該儀器配置有電子捕獲、火焰光度、氫火焰離子檢測器，各檢測器檢測項目及技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 氣象色譜儀器主要監(jiān)測項目及技術(shù)指標(biāo)

4 主要有機污染物測定方式及誤差分析

4.1 測定原理

將采集的水樣放入到測定的密封空瓶中，在一定的試驗溫度下等水樣有效平衡后，水體中的鹵化物氣體上升到密封瓶的頂部，使氣體和液體達(dá)到動態(tài)的平衡狀態(tài)，而這個時候，測定水體中的氣相與液相中的濃度達(dá)到正比例，通過對氣相中的有機物的濃度進(jìn)行測定，可以對其有機物的濃度進(jìn)行測定。

4.2 選用試劑和材料

（1）選用的材料為：高純度氮氣（純度為99.999%）、去離子水（主要用于測定物色譜檢驗的組份）、抗壞血酸、甲醇、色譜標(biāo)準(zhǔn)物（三氯甲烷（99.92%）、二氯一溴甲烷（97.3%）、一溴二氯甲烷（98.1%）、三溴甲烷（99.73%）、四氯化碳（99.92%）、四氯乙烯（99.73%）、三氯乙烯（99.53%））。

（2）試驗標(biāo)準(zhǔn)濃液的配置：①三氯甲烷：對100 mL 的容量瓶進(jìn)行稱重，加入一定質(zhì)量的三氯甲烷，將溶液瓶進(jìn)行密封稱重，以增量的方法得到三氯甲烷的質(zhì)量為3.8391 g，采用甲醇進(jìn)行定容并溶解，此標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為38.36 mg/mL；②二氯一溴甲烷：采用和三氯甲烷一樣的稱重方法，二氯一溴甲烷為4.0781 g，同一定容方法，其標(biāo)準(zhǔn)濃液濃度為39.68 mg/mL；③一溴二氯甲烷：采用和三氯甲烷一樣的稱重方法，一溴二氯甲烷為4.329 g，同上配制方法，其標(biāo)準(zhǔn)濃液濃度為39.26 mg/mL；④三溴甲烷：同上稱重方法，三溴甲烷為4.329 g，同上配制方法，三溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)濃液濃度為43.17 g/mL。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制結(jié)果

對各有機物進(jìn)行測定，需要評定測定的精度，精度評定首選需要對其濃度標(biāo)準(zhǔn)工作線進(jìn)行繪制，取5 個200 mL 的容量瓶，依次加入配置好的標(biāo)準(zhǔn)濃液0.00、0.50、1.00、2.00 以及4.00 mL，采用純凈水進(jìn)行稀釋至標(biāo)準(zhǔn)刻度后，混合均勻，在倒入到5 個頂空瓶到100 mL 的刻度處，進(jìn)行密封處理，在40℃的恒定溫度下進(jìn)行水浴后使其達(dá)到平衡狀態(tài)，水浴持續(xù)時間為1 h，取各自瓶內(nèi)的頂部氣體30μL 放入到色譜儀進(jìn)行測定，各濃度體積下有機物標(biāo)準(zhǔn)溶液配制結(jié)果見表2。

表2 各有機物標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置指標(biāo)

4.4 測定精密度定量分析結(jié)果

對各測定組分不同濃度下的相對標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表3。

表3 試驗測定結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果

相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，RSD 是反映試驗測定精密度的定量分析指標(biāo)，從表3 中可看出，各有機物測定的組分濃度下的相對標(biāo)準(zhǔn)差RSD 均在20%以內(nèi)，一氯二溴甲烷和四氯化碳的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差最大，主要是這兩種有機物的分解系數(shù)較大，存在難分解的原因，因此其測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，各組分濃度下其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在2.7%～13.0%之間，三氯甲烷的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在各組分中最小，這主要是因為其分解系數(shù)相對較小，測定難度較小，使得其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.8%～7.6%。但各組分下其相對標(biāo)準(zhǔn)差值RSD 均可滿足水質(zhì)測驗的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范精度內(nèi)。

4.5 測定準(zhǔn)確度定性分析結(jié)果

在色譜儀測定精密度分析的基礎(chǔ)上，對各組分下的測定準(zhǔn)確度進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表4。

表4 試驗各組分的回收率分析結(jié)果

回收率是反映水質(zhì)測定方法準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)，本文選取各試驗組分下的回收率作為定量評價色譜儀測定準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)。從表中可看出，各組分濃度下的回收率均可以達(dá)到90%以上，表明色譜儀在區(qū)域有機物測定中具有較好的準(zhǔn)確度，可以用來進(jìn)行阿勒泰地區(qū)地表水主要有機物的測定工作。從各組分濃度的回收率對比結(jié)果可看出，三氯甲烷的測定準(zhǔn)確度相比于其他組份最低，三溴甲烷的最高，但各指標(biāo)的回收率均可滿足地表水質(zhì)測定的規(guī)范要求。

5 結(jié)論

（1）色譜儀可以實現(xiàn)地表水質(zhì)測定規(guī)范指標(biāo)中50 項指標(biāo)的測定，通過精密度和準(zhǔn)確度定量分析結(jié)果，其檢測精度可滿足水質(zhì)測定規(guī)范要求，適合于阿勒泰地區(qū)地表水中有機物、有機農(nóng)藥的測定工作；

（2）氣象色譜可以對多個理論分離的塔板進(jìn)行有效分離，可以對一些分離系數(shù)較為復(fù)雜的有機物、重金屬進(jìn)行高效分離，經(jīng)過多次平衡分解后，可使分離效果達(dá)到最佳狀態(tài)；

（3）氣象色譜檢測儀配置火焰光度方法進(jìn)行有機磷農(nóng)藥測定時，檢測溫度應(yīng)控制在230℃，流速應(yīng)控制在160 L/min內(nèi)，有機磷農(nóng)藥檢測的限值在5×10-4mg/L～5×10-5mg/L 之間。