淺談氣相色譜法測定污水中苯系物

李 平，張涌飛

（東莞市大成環境檢測有限公司，廣東 東莞 523000）

淺談氣相色譜法測定污水中苯系物

李 平，張涌飛

（東莞市大成環境檢測有限公司，廣東 東莞 523000）

頂空氣相色譜法是一種非常簡便的分析方法，可直接把樣品放入頂空瓶中分析，減少了樣品基質對分析的干擾，適應于液體或固體樣品中低沸點揮發性化合物的分析。文章對頂空氣相色譜法測定制藥工業污水中的甲苯含量進行了分析。

頂空氣相色譜法；工業污水；甲苯測定

制藥行業作為苯系物的重要污染源之一，其生產排放廢水中的苯系物含量是環境監測部門的重點監測項目。目前分析水中苯系物含量的標準方法有氣相色譜法（GB/T 11890－1989）、吹脫捕集法等。GB/T 11890－1989制定年代較早，而新的替代標準還未發布，受當時各方面條件限制，該方法操作繁瑣、分析效率低下，且因使用注射器作為頂空容器加熱平衡而存在不安全因素；而吹脫捕集法需要較高的儀器成本投入，且不適宜較高苯系物含量樣品的測定。筆者使用頂空儀和氣相色譜儀測定制藥工業污水中的甲苯含量，操作簡便、快速，重現性較好，檢出限較低。該法使用專用頂空瓶替代注射器，密封性好且不受平衡溫度限制，操作安全。

1 甲苯測定意義

甲苯是苯系物的一種，苯系物對人體和水生生物均有不同程度的毒性。1989年，我國水環境優先控制污染物中包括6種苯系物，美國1977年公布的水中129種優先控制污染物中苯系物有3種。自然環境中本不存在苯系物，自然界中發現的苯系物均源于人類活動，苯系物主要是通過工業活動所產生的廢水和廢氣進入水環境和大氣環境。苯系物的工業污染源主要是石油、化工、煉焦生產的廢水。苯系物作為重要的溶劑和生產原料有著廣泛的應用，在油漆、農藥、醫藥、有機化工等行業的廢水中含有較高含量的苯系物。為了在發展經濟的同時保護我們的生活環境，國標均對苯系物的排放濃度限值作出了規定。苯系物的測定對于管理部門了解區域河流污染情況、飲用水質量以及保障區域人們用水安全、調整區域宏觀政策等具有十分重要的意義。

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent 6890N型，帶有FID檢測器，美國安捷倫科技有限公司；頂空進樣儀：Agilent G1883A型，帶有20 m L頂空瓶，美國安捷倫科技有限公司；甲苯標準溶液：1 000 mg/L，批號438101，國家環保總局標準樣品研究所；甲醇：色譜純；實驗用水為蒸餾水。

2.2 標準溶液的配制

一級稀釋：取適量的甲苯標準溶液，用甲醇稀釋定容為1 mg/L；二級稀釋：取適量上述一級稀釋溶液，用蒸餾水分別稀釋定容為0.002、0.005、0.010、0.020、0.040、0.060、0.080、0.100 mg/L的標準工作溶液。

2.3 頂空進樣儀條件

平衡溫度：80 ℃；定量管溫度：90 ℃；進樣傳輸管溫度：105 ℃；平衡時間：20.0 min；加壓時間：0.2 min；定量管填充時間：0.2 min；定量管平衡時間：0.05 m in；進樣時間：1.0 min。

2.4 氣相色譜儀條件

色譜柱：INNOWAX（19091N－113），30 m×0.32 mm，0.25 m，美國安捷倫科技有限公司；進樣口溫度：150 ℃；檢測器溫度：250 ℃；柱溫：60 ℃，恒定15 min；載氣：氮氣，柱流量1.9 m L/m in，線速度34 cm/s；進樣口恒壓62 kPa；進樣模式：分流進樣，進樣比為 1∶1；檢測器中燃氣（氫氣）、助燃氣（空氣）、補充氣（氮氣）流量分別為35 mL/min、350 mL/min、30 mL/min。

2.5 樣品測定

按以上 3、4點頂空進樣儀和氣相色譜儀條件，取 10 m L水樣于20 m L頂空瓶中并用專用工具密封，再將裝有樣品且密封好的頂空瓶置于頂空進樣儀上進行頂空進樣、氣相色譜分析。

3 結果與討論

3.1 頂空平衡溫度

溫度是影響氣、液兩相平衡的重要因素，因此，頂空平衡溫度直接影響著頂空瓶中頂空氣體所含待測組分的濃度。平衡溫度越高，頂空氣體中所含待測組分的濃度越大，分析靈敏度也隨之提高。但平衡溫度不能太高，因溫度太高會導致水蒸氣增多，從而影響色譜柱等儀器部件的壽命，一般以不高于待測組分沸點10 ℃為宜，本實驗設置平衡溫度為80 ℃。

3.2 頂空平衡時間

保持頂空平衡溫度為 80 ℃，設置不同的頂空平衡時間，其它條件不變，分析同一甲苯標準樣品，甲苯色譜響應值（峰面積）與頂空平衡時間相關圖見圖 1。隨著頂空平衡時間的增加，甲苯色譜峰面積呈現先增加、后平穩、再下降的趨勢，原因可能為在達到待測組分最大濃度平衡后，由于密封損失導致頂空氣體中待測組分濃度下降。本實驗設置平衡時間為20 m in。

圖1 色譜峰面積與頂空平衡時間的關系

3.3 定量管填充時間和樣品基質

較短的填充時間有利于提高頂空分析的靈敏度，本實驗設定定量管填充時間為12 s。報導頂空分析時，向頂空瓶中加入鹽析劑氯化鈉可以降低待測組分在液相中的濃度，使氣相中的待測組分濃度增加，從而提高分析靈敏度。本實驗考慮到甲苯在水中的溶解度較低，氯化鈉鹽析劑對實驗的影響并不明顯，故為簡化實驗操作，未添加氯化鈉鹽析劑。

3.4 標準曲線方程

按以上樣品分析步驟分析中配制的標準工作溶液，以甲苯在FID檢測器上的響應值A（色譜峰面積）和甲苯濃度c進行線性擬合，求得線性方程為A＝75.41c＋0.0376，線性相關系數為0.9999。

3.5 方法的檢出限

按樣品分析步驟分析甲苯濃度為 0.005 mg/L的標準溶液，利用Agilent化學工作站軟件求得甲苯峰附近的信噪比為5.8，按照信噪比為2計算檢出限為0.002 mg/L，低于GB/T11890－1989中規定的0.005 mg/L。

3.6 可靠性試驗

按樣品分析步驟分析不同濃度的標準樣品，測定結果見表1。

表1 標準樣品測定結果（n＝5）

選擇95%置信度，查t分布表得t＝2.776，表1中各組t值均小于2.776，因此分析結果與標準樣品濃度無顯著性差異，說明該法測定結果可靠。

3.7 回收試驗

取甲苯本底值為0.0232 mg/L的寧波某制藥廠外排工業污水，分別準確定量加入配制的甲苯標準溶液，混勻后按樣品分析步驟分析甲苯含量，測定結果見表2。

表2 回收試驗結果（n＝5）

4 結束語

綜上所述，采用頂空氣相色譜法測定制藥工業污水中的甲苯含量。與GB/T 11890－1989相比，本方法操作簡便、快速、安全，測定結果的精密度和準確度較高，檢出限低于GB/T l1890－1989規定，可以用于制藥行業工業污水中甲苯含量的測定以及其他苯系物含量的測定。

Discussion on Determining BTEX in Wastewater Using Gas Chromatography

Li Ping，Zhang Yongfei

The heads pace gas chromatography method is a very simple analysis methods that can be directly analyzed the sample into the vial, and reduce the analysis’ interference of sample matrix. It is suitable for the analysis of low boiling point volatile compounds in liquid or solid samples. In this paper, heads pace gas chromatography method for the determination of toluene in the water content of pharmaceutical industry is analyzed.

heads pace gas chromatography; industrial wastewater; measure toluene

TH833

A

1000－8136（2010）36－0024－02