楊燕

伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，工業(yè)廢物、生活垃圾、有毒有害殘留物質(zhì)等給水資源帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，這些物質(zhì)會(huì)不同程度地破壞水質(zhì)環(huán)境，尤其是有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等對(duì)水的污染非常嚴(yán)重，從而影響飲用水的安全，這就要求相關(guān)部門(mén)能夠落實(shí)對(duì)于飲用水的檢測(cè)。氣相色譜法作為基于復(fù)雜成分混合物的檢測(cè)技術(shù)，在飲用水水質(zhì)檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用。

一、飲用水的重要性及開(kāi)展檢測(cè)的必要性

水，作為人類(lèi)生命的基本源泉，是人們健康生存的基本保障。但相關(guān)資料顯示，很多江河水在檢測(cè)時(shí)都發(fā)現(xiàn)了污染物，并且水質(zhì)中污染物的指標(biāo)超出了國(guó)家規(guī)定的正常限值。如果人們飲用了被污染的水，就會(huì)對(duì)人體的肝、胃等造成影響，長(zhǎng)期飲用還會(huì)引起一系列疾病。所以，這就需要相關(guān)部門(mén)通過(guò)合理有效的檢測(cè)技術(shù)來(lái)保障飲用水的質(zhì)量與安全。

飲用水水質(zhì)檢測(cè)主要包含了化學(xué)與儀器分析兩種?；瘜W(xué)分析主要是基于化學(xué)反應(yīng)、顏色變化，從而對(duì)水質(zhì)的優(yōu)劣性加以判斷;儀器分析法則是通過(guò)光化學(xué)分析、色譜分析的方法，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行好壞的判斷。其中，色譜分析主要包含了氣相色譜和液相色譜兩種方法。近些年，隨著水質(zhì)檢測(cè)工作的廣泛開(kāi)展，氣相色譜法憑借其諸多優(yōu)點(diǎn)，在飲用水水質(zhì)檢測(cè)工作中得到廣泛? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 應(yīng)用。

二、氣相色譜在飲用水水質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

自來(lái)水的水源一般是江河湖、水庫(kù)，這些自然界的水中大都含有一定量的自然有機(jī)物。這些有機(jī)物主要是由于動(dòng)植物遺骸在自然界經(jīng)過(guò)微生物較長(zhǎng)時(shí)間的分解而產(chǎn)生的，因此被稱(chēng)為自然有機(jī)物。在自來(lái)水處理過(guò)程中，我們必須要對(duì)水進(jìn)行消毒處理，目前最常用的消毒劑就是氯氣。然而，氯因?yàn)槠溲趸詮?qiáng)，能與水中存在的自然有機(jī)物發(fā)生有機(jī)取代反應(yīng)，產(chǎn)生含氯有機(jī)物，這其中就有三氯甲烷，此外還有二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷，它們四個(gè)被統(tǒng)稱(chēng)為三鹵甲烷。研究表明，三鹵甲烷為致突變物和可疑致癌物，如果自來(lái)水中的三鹵甲烷不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，人們長(zhǎng)期飲用這種不安全的水，這些有機(jī)物就會(huì)殘留在人體內(nèi)，給人體帶來(lái)?yè)p害。因此，需要加強(qiáng)對(duì)自來(lái)水水質(zhì)的檢測(cè)，保障人們喝上安全的水。而為了能夠確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性，就需要保障檢測(cè)方法的科學(xué)性與合理性?；凇渡铒嬘盟畼?biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物指標(biāo)》之中的實(shí)際要求，本研究將通過(guò)應(yīng)用氣相色譜法檢測(cè)飲用水中的三氯甲烷，觀察該檢測(cè)方法對(duì)飲用水中三氯甲烷檢測(cè)的靈敏度，探討其影響的實(shí)際因素，明確測(cè)定的條件，從而提升實(shí)際的檢測(cè)效率和檢測(cè)準(zhǔn)確度。

1.實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、色譜條件和實(shí)驗(yàn)方法。（1）儀器與試劑。儀器：氣相色譜儀、島津GC-2010、電子捕獲檢測(cè)器（ECD）、30m×0.32mm×1.8μm的DB-624毛細(xì)管柱、150mL頂空瓶、50μL微量注射器、恒溫水浴鍋。試劑：甲醇中三氯甲烷溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液，1000μg/mL;甲醇（色譜純），飲用水。

（2）色譜條件。頂空條件：平衡溫度：70℃，平衡時(shí)間：1h;進(jìn)樣體積：1mL。色譜柱條件 ：進(jìn)樣口溫度為200℃;檢測(cè)器溫度為230℃;色譜柱升溫程序?yàn)橹鶞?0℃、恒溫15min;尾吹氣流量為30mL/min;高純氮?dú)猓∟2）為載氣，柱流量為5.0mL/min;分流進(jìn)樣，分流比為10∶1。

（3）實(shí)驗(yàn)方法。在頂空進(jìn)樣的毛細(xì)管柱氣相色譜法的方法下，就可以滿足對(duì)于三氯甲烷實(shí)際含量的合理測(cè)定。

2.空白本底對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響?？紤]到電子捕獲檢測(cè)器對(duì)于帶有鹵素的有機(jī)物靈敏度較高，能夠檢測(cè)出微量的三氯甲烷，在《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物指標(biāo)》之中就明確標(biāo)注出，針對(duì)三氯甲烷而言，最低的檢測(cè)質(zhì)量濃度為0.2μg/L，其相對(duì)應(yīng)的曲線濃度劃分為0、0.2、1.0、2.0、4.0、10.0μg/L，相對(duì)應(yīng)的，其本身對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)曲線的實(shí)施濃度要求偏高。在剔除了空白本底之后，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性、精密度等方面的分析與研究意義重大。

（1）頂空瓶本底的影響。在保持其余條件不改變的前提下，在120℃下進(jìn)行頂空瓶的烘烤處理，并且殘留其相應(yīng)的本底值。通過(guò)圖1的分析來(lái)看，頂空瓶在通過(guò)120℃烘烤之后，隨著烘烤時(shí)間的不斷增加，三氯甲烷的本底含量會(huì)逐漸減少。沒(méi)有經(jīng)過(guò)烘烤頂空瓶的本底值偏高，并且穩(wěn)定性不足，對(duì)三氯甲烷的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)線線性會(huì)產(chǎn)生極大的影響。通過(guò)120℃來(lái)進(jìn)行2h、3h的烘烤的頂空瓶有本底值，但是其含量足夠小，并且差異性并不大，對(duì)于三氯甲烷標(biāo)準(zhǔn)曲線本身帶來(lái)的影響是可以忽略的。因此，基于標(biāo)準(zhǔn)系列的要求和對(duì)應(yīng)的樣品試用所對(duì)應(yīng)的頂空瓶，就要求在120℃下進(jìn)行2h的烘烤處理。

（2）飲用水本底的影響。雖然飲用水經(jīng)過(guò)了多道工序處理，但是其對(duì)實(shí)驗(yàn)本身依舊會(huì)產(chǎn)生較大的影響。通過(guò)本試驗(yàn)的研究，針對(duì)不同的煮沸時(shí)間，從而對(duì)于本底值去除的最佳時(shí)間進(jìn)行分析?；趫D2分析，三氯甲烷本底值偏高，但是在30min煮沸后，能夠滿足穩(wěn)定要求，雖然無(wú)法真正剔除本底，但是水中的三氯甲烷是基本可以剔除的。

（3）甲醇溶劑本底的影響。通過(guò)合理選擇甲醇，配制高濃度儲(chǔ)備液，這樣就可以降低實(shí)驗(yàn)成本?？紤]到甲醇溶劑中還有三氯甲烷的存在，加標(biāo)不同量的甲醇-三氯甲烷儲(chǔ)備液，不同含量的甲醇也會(huì)給實(shí)際的結(jié)果帶來(lái)不同程度的影響。

通過(guò)圖3分析，伴隨著甲醇用量的不斷增加，三氯甲烷的含量也會(huì)對(duì)應(yīng)的增加。如果甲醇的實(shí)際用量在10μL以下，基本上是無(wú)法檢測(cè)出來(lái)的。所以，在標(biāo)準(zhǔn)系列配制中就應(yīng)該將其儲(chǔ)備液的用量控制在10μL以內(nèi)。

3.頂空瓶平衡溫度和時(shí)間的影響。分析氣相色譜法的原理，主要是基于一定的溫度條件，從而將三氯甲烷揮發(fā)到頂空瓶的上部空間，達(dá)到平衡的狀態(tài)，其濃度與水中三氯甲烷含量成正比。標(biāo)準(zhǔn)中，40℃中三氯甲烷實(shí)現(xiàn)1h的平衡，實(shí)驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，這樣會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的下一步實(shí)施。通過(guò)不同平衡時(shí)間與溫度的探索，就可以提升實(shí)驗(yàn)效率。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在30min的60℃水浴和20min的70℃水浴之中，三氯甲烷基本上都可以達(dá)到平衡的狀態(tài)，并且其濃度也是基本一致的，都要高于40℃水浴60min的實(shí)際濃度。在平衡溫度提高之后，就可以滿足實(shí)驗(yàn)時(shí)間大幅度縮短的要求，并且因?yàn)闇囟仍黾?，所以其揮發(fā)的非目標(biāo)組分干擾性并不大，這樣就可以提升檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度和實(shí)際效率。因此，可以直接選擇20min的70℃的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槠淦胶庑愿?，具有一定的?yōu)勢(shì)。

4.色譜條件的優(yōu)化。以《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法有機(jī)物指標(biāo)》中的色譜條件作為基礎(chǔ)，通過(guò)更加優(yōu)秀的色譜條件的探索，就可以滿足三氯甲烷響應(yīng)靈敏度的進(jìn)一步提高，這樣也可以提升實(shí)際的檢測(cè)準(zhǔn)確度。通過(guò)圖4的分析來(lái)看，當(dāng)其余的參數(shù)保持不變的前提下，伴隨著柱溫的不斷升高，三氯甲烷的靈敏度會(huì)逐漸降低，當(dāng)柱溫在100℃以上，其基線的噪音偏大，并且雜峰會(huì)直接干擾目標(biāo)峰。基于靈敏度和時(shí)間的分析與考慮，當(dāng)柱溫處于80℃的時(shí)候是最合適的。

綜上，考慮到飲用水水質(zhì)污染問(wèn)題直接關(guān)系到人類(lèi)的安全與健康，因此水質(zhì)檢測(cè)就成為保證飲用水安全的關(guān)鍵所在。本文對(duì)氣相色譜在水質(zhì)檢測(cè)中的具體應(yīng)用展開(kāi)分析，就是希望能夠滿足當(dāng)前飲用水水質(zhì)檢測(cè)的要求，同時(shí)也能夠讓大家對(duì)氣相色譜法有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，從而推動(dòng)飲用水檢測(cè)工作的有序開(kāi)展。