吹掃捕集——車載氣相色譜法測定水中的苯系物

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,內蒙 古包頭 014030;2.河南黃河水文勘測設計院,鄭州 450004)

苯系物是現代工業中的重要原料和有機溶劑,容易污染水體,在環境中也不易降解 ,對人體的危害極大。采用氯化工藝去除飲用水中致病細菌的過程中也會產生氯化副產物,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,吹掃撲捕集技術以其較高的富集效率和無需有機溶劑的優點,操作簡便快速,靈敏度、準確度高的特點,已應用到江、河、湖、庫等地表水和水源地水的有機物監測分析和突發水污染事件的應急監測中。苯系物在水體中的溶解度小,易吹脫且熱穩定性好,適用于吹掃捕集技術,筆者通過對SRI8610C型車載氣相色譜儀的調試應用,從捕集柱吸附劑材料、毛細管色譜柱等方面進行了優化分析,確定了苯系物的最佳分析條件,縮短了分析周期,并應用于黃河水中各組分的含量分析,準確度和重現性令人滿意。

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軟件進行控制;帶加熱進樣口 。

苯系物標準物質:均購自國家標準物質中心;甲醇:色譜純;不含待測組分的純水。

1.2 水樣的采集

取經過烘烤的100ml棕色玻璃瓶于現場,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。進樣口溫度:200℃。檢測器溫度:150℃。載氣 (氮氣)壓強:8psi。

尾吹氣壓強:6psi。氫氣壓強:20psi。空氣壓強:5psi。

1.5 標準曲線及相關系數

用純水將混合標準溶液逐級稀釋達到質量濃度為1.5、15、30、80、160μ g/L 的標準系列混合液(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上述標準混合液進行測定,以組分質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果見表1,由表可見,在1.5～160μ g/L內,7種苯系化合物具有良好的線性關系,其相關系數都在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 苯系物的校準曲線及檢出限

1.6 水樣測定

準確量取10ml待測水樣,緩緩注入進樣管中,按設定條件進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。為了實現苯類化合物的完全分離,分別選擇同樣規格的非極性毛細管柱、極性毛細管柱兩種色譜柱進行對比分析,結果表明:測定苯系物除二甲苯三種同分異構體外,利用弱極性毛細管柱就可以很好分離,在具體工作對二甲苯不要求準確分離的情況下,弱極性毛細管柱就可滿足工作要求。

2.3 方法的回收率與精密度(或準確度)

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

表2 苯系物測定回收率

表3 苯系物盲樣測定結果

由表2可見,7種組分苯系物的加標回收率差在90.4%～98.9%之間,雖然整體加標回收率小于100%,但是筆者認為經過多次實驗得出苯系物7種物質的回收率都在90%以上,這樣的測試方法可以認為比較滿意。整體回收偏低的原因筆者認為這與苯系物的物理性質有關,由于苯系物是很易揮發的物質,所以在室內進行實驗,在實驗過程將會有部分苯系物揮發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確度在90.0%～98.6%之間,準確度小于100%,筆者認為這與苯系物易揮發有很大關系。

3 結論

通過優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種苯系物進行分析,使難以分離的二甲苯(三種同分異構體)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,加標回收率在 90.4%～98.9%之間,盲樣測定準確度在90.0%～98.6%之間。該方法無有機溶劑再污染,操作簡單,靈敏度、準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。

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