淺析氣相色譜法測定廢水中苯系物

鄭司偉

（深圳市福田區環境保護監測站，廣東 深圳 518000）

隨著經濟的迅速發展，工業等產業得到了較大程度的發展，在創造經濟效益的同時也帶來了環境危害。其中，苯系物是空氣中最重要的污染物之一。水中揮發性苯系物(BTEX)主要來源于工業廢水,通常包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、異丙苯和苯乙烯八種化合物。是染料、塑料、纖維、藥物和農藥的重要原料、中間體和有機溶劑，廣泛應用于化工、醫藥、農藥、制革等行業，因此，在環境中廣泛存在。苯系物對環境污染特別是對水體的污染已成為最突出的問題之一，越來越引起國內外的廣泛關注。

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年中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，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造成的。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 儀器及樣品采集

儀器：GC2010氣相色譜儀.FID檢測器和ZebronZB-50(30m×0.32ID×0.51xmdf)毛細管柱；WWK-1型無音無油空壓機；SGN-300高純氮發生器、SGH-300高純氫發生器；微量注射器；試劑：苯、對二甲苯、苯乙烯、正己烷標樣實驗用水為超純水。

2.2 氣相色譜分析

汽化室溫度：220℃；柱箱溫度：60℃；檢測器溫度：250℃；載氣為高純氮氣，流量220 mg／min；氫氣流量 60 mg/min；空氣流量：進樣量為1μL。

(1)定性試驗

取苯、苯乙烯、對二甲苯、正己烷的純試劑在柱溫60℃，檢測器溫度250℃，汽化室溫度220℃，N2流速220mL/min,H2流速60mL/min，進樣量均為1μL，測定各組分保留時間。測得各組分出峰的順序為：正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯。結果見表1。

(2)色譜圖

用正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯標準溶液，在儀器條件下進行試驗，確定每種物質的保留時間。然后用正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯標準溶液配制成混合標準工作溶液，在同樣條件下進行試驗，得到混合物的氣相色譜圖，如圖1所示。

表1 各組分的保留時間

圖1 正己烷、苯、對二甲苯、苯乙烯的氣相色譜譜圖

3.結果與討論

3.1 運用恒溫方法與程序升溫方法分析樣品

運用恒溫方法與程序升溫方法分別對樣品進行測定，采用恒溫時，柱箱溫度恒溫60℃，氣化室溫度220℃，檢測器溫度250℃，測定結果見圖2。采用程序升溫時，初始溫度60℃，以5℃/min升溫至100℃，保持5min，氣化室溫度220℃，檢測器溫度250℃。測定結果見圖。

圖2 采用恒溫測定樣品的譜圖

通過圖2和圖3的對比可知：使用程序升溫時對二甲苯、苯乙烯的出峰速度比采用恒溫時要快，并且峰形好，幾種物質的分離效果也好。這是因為對于各組分沸程相差很小、性質接近的樣品，采用恒溫方法，色譜峰容易相互重疊，緊擠在一起，測量、定量誤差較大。采用程序升溫方法，即柱溫按預定的加熱速度，隨時間呈線性或非線性增加，則能夠使混合物組分在最佳柱溫下流出色譜柱，能夠較好的測定組分含量，并且得到滿意的峰形見圖3。

圖3 采用程序升溫測定樣品的譜圖

采用恒溫分析時，柱溫高，使他們的分配系數K值變小，相差不大，出峰速度快，幾種物質的保留時間接近，導致色譜峰分離不開。因此，試驗中選用程序升溫的方法。

3.2 分流與不分流對樣品測定的影響

對樣品分別選擇“不分流”和“分流”兩種進樣模式進行檢測分析。結果表明，在其它條件相同時，“分流”進樣模式能夠將幾種苯系物很好地分離，在分流比為20∶1時，得到尖銳、對稱、分離完全的色譜峰，并有較高的響應值見圖3；而采用“不分流”模式時，則有部分目標峰出現峰形拉寬、拖尾現象響應值也較低。這是由于當處于“分流”進樣模式時，進樣口始終能提供一個較大的流量，以保證在進樣的瞬間，被解析樣品能在盡可能短的時間內被吹進分離柱，從而得到尖銳、對稱的色譜流出峰；“分流”進樣模式能使被解析樣品在氣化室內均勻膨脹，并全部進入到色譜柱中，從而得到較高的響應值，提高了方法的靈敏度。因此，采用“分流”進樣模式能夠得到較為理想的色譜流出。

表2 苯系物的回收率和精密度測定(n=6)

3.3 精密度及回收率

4種物質6次平行測定值的相對標準偏差在3.45%～4.23%之間，加標回收率在95.2%～97%之間，精密度及準確度均符合要求。

4 結論

綜上所述，采用頂空氣相色譜法測定制污水中的甲苯含量。該方法測定苯系物，重復性好，精密度高。相對標準偏差在3.45%～4.23%之間，加標回收率在95.2%～97%之間。

[1]任德英，陶文斌.頂空取樣氣相色譜法測定廢水中苯系物[J].中氮肥,2003.05.

[2]趙炳南，弓愛君，白慶華.固相微萃取——氣相色譜法測定污水中的苯系物 [J].計量技術,2007.11.