氣相色譜法測定水中丙烯酰胺的含量

劉 寧

(天津泰達(dá)水業(yè)有限公司，天津300457)

?

氣相色譜法測定水中丙烯酰胺的含量

劉 寧

(天津泰達(dá)水業(yè)有限公司，天津300457)

建立了液液萃取-氣相色譜法測定水中丙烯酰胺含量的方法。水樣中含有的丙烯酰胺經(jīng)溴化加成反應(yīng)生成2，3-二溴丙酰胺后，用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，萃取液進(jìn)入配有DB-5(30 m×320 m×0.25 m)毛細(xì)管色譜柱的帶ECD檢測器的氣相色譜中進(jìn)行測定。方法檢出限為0.07 μg/L，加標(biāo)回收率為86.4～114.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.8～9.9%。

液液萃取； 氣相色譜法； 丙烯酰胺

丙烯酰胺是一種白色晶體化學(xué)物質(zhì)，主要用作化學(xué)中間體和生產(chǎn)聚丙烯酰胺的單體，是一種公認(rèn)的神經(jīng)毒素和準(zhǔn)致癌物。研究表明，人體可通過消化道、呼吸道、皮膚粘膜等多種途徑接觸丙烯酰胺，飲水是其中的一條重要的接觸途徑。丙烯酰胺和聚丙烯酰胺主要用作水處理中的絮凝劑，也用于構(gòu)建飲用水水井和水庫的灌漿劑。飲用水中丙烯酰胺污染主要來自使用帶有丙烯酰胺單體的聚丙烯酰胺絮凝劑[1]。

世界衛(wèi)生組織(WHO)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第三版要求飲用水中丙烯酰胺含量不能超過0.000 5 mg/L，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)也規(guī)定飲用水中丙烯酰胺含量限值為0.000 5 mg/L，如此痕量濃度的要求下，直接對其進(jìn)行定量分析是很困難的。

水環(huán)境監(jiān)測中對于丙烯酰胺的檢測方法研究中，《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》(GB/T 5750.1～5750.13—2006)中對于丙烯酰胺的測定采用填充柱-液液萃取-氣相色譜法(GC-ECD)的國標(biāo)檢測方法，首先該方法采用比較落后的填充柱進(jìn)行測定，其次定量時繪制曲線為2，3-二溴丙酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線，加標(biāo)回收率不佳[2]。王峰慧等提出的活性炭超聲萃取-毛細(xì)管柱氣相色譜法，該方法采用FID檢測器進(jìn)行檢測，而FID檢測器作為通用型檢測器造成物質(zhì)響應(yīng)值偏低，方法檢出限偏高，無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。馬穎等提出的固相萃取-高效液相色譜法，由于液相色譜法直接進(jìn)樣進(jìn)行測定造成該方法檢測的方法檢出限相對較高，不利于低含量水樣的檢測[3-4]。

筆者采用液液萃取-毛細(xì)管柱氣相色譜法測定水中痕量丙烯酰胺，利用繪制工作曲線進(jìn)行定量的方法，有利于排除樣品前處理帶來的干擾，提高加標(biāo)回收率，該方法簡單、靈敏、準(zhǔn)確，分析結(jié)果準(zhǔn)確。

1 實(shí)驗部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Agilent7890A氣相色譜儀(帶ECD檢測器)，毛細(xì)管色譜柱DB-5(30 m×320 μm×0.25 μm)。

1.1.2 試劑

甲醇：色譜純。乙酸乙酯：色譜純。硫酸溶液(1+9)。無水硫酸鈉：經(jīng)400 ℃灼燒2 h后置干燥器內(nèi)密封備用。溴化鉀：分析純。溴酸鉀溶液(0.1 mol/L)：稱取1.67 g溴酸鉀，用純水溶解并稀釋至100 mL。硫代硫酸鈉溶液(1 mol/L)：稱取24.8 g硫代硫酸鈉，用純水溶解并稀釋至100 mL。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：2，3-二溴丙酰胺：0.1 mg/mL，AccuStandard公司；丙烯酰胺：1 000 μg/mL。

1.2 測定

1.2.1 樣品采集

水樣采集在磨口塞玻璃瓶內(nèi)，采集后進(jìn)行溴化、萃取液放冰箱內(nèi)可保存7天。

1.2.2 水樣預(yù)處理

① 溴化：吸取100 mL水樣置于250 mL碘量瓶中，加入6.0 mL硫酸溶液混勻，置于4 ℃冰箱中30 min。從冰箱中取出上述碘量瓶，然后加入15 g溴化鉀，溶解后加入10 mL溴酸鉀溶液，混勻，于冰箱中靜置30 min。從冰箱中取出試樣，邊振蕩邊滴加硫代硫酸鈉溶液，直至溶液變成無色為止。

② 水樣萃取：將試樣移入250 mL分液漏斗中，加入20 mL乙酸乙酯萃取，充分振搖，靜置分層后，棄去水相，乙酸乙酯萃取液通過裝有脫脂棉和無水硫酸鈉的三角漏斗，脫水干燥。

③ 樣品濃縮：將萃取液收集于濃縮管內(nèi)濃縮至1.0 mL。

1.2.3 色譜條件

進(jìn)樣口溫度：225 ℃。柱溫:初始100 ℃保持4 min，以30 ℃/min升溫至220 ℃并保持5 min，再以20 ℃/min升溫至240 ℃并保持2 min。檢測器溫度：280 ℃。柱流量：1.0 mL/min。分流比：10 ∶1。進(jìn)樣量：1 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1 分離效果

2，3-二溴丙酰胺在DB-5色譜柱上的色譜圖見圖1。由圖1可以看出各組分的出峰順序及保留時間，2，3-二溴丙酰胺保留時間為7.847 min。

圖1 2，3-二溴丙酰胺在DB-5色譜柱上的色譜

2.2 工作曲線的繪制

2，3-二溴丙酰胺工作曲線如圖2所示。

圖2 2，3-二溴丙酰胺工作曲線

2.3 加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

將丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到樣品中制成人工合成水樣，分別測定高低兩種濃度的人工合成水樣(n=7)，計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差及加標(biāo)回收率。加標(biāo)濃度后測定加標(biāo)回收率為86.4%～114.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.8%～9.9%。

2.4 檢出限

檢出限是指在通過某一分析方法全部測定過程后(包括樣品預(yù)處理)，被分析物產(chǎn)生的信號能以99%置信度區(qū)別于空白樣品而被測定出來的最低濃度。在水質(zhì)檢測中，對于氣相色譜法的方法檢出限常采用美國EPA中規(guī)定的方法檢出限的公式MDL=3.143δ(δ為重復(fù)測定7次的標(biāo)準(zhǔn)偏差)來計算。

取一定體積標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到100 mL水樣中制成測定樣品，樣品溴化反應(yīng)萃取并濃縮后，定容至1.0 mL測定，平行測定7個樣品。以MDL=3.143δ來計算方法檢出限，其結(jié)果為0.07 μg/L。

2.5 樣品分析

取本地區(qū)地表水、出廠水、管網(wǎng)水樣品各1個，分別測定丙烯酰胺的含量，結(jié)果均未檢出。

表1 加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

3 結(jié)論

采用氣相色譜法測定水中丙烯酰胺的含量，測定結(jié)果的加標(biāo)回收率為86.4%～114.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.8%～9.9%。丙烯酰胺的方法檢出限為0.07 μg/L。 以上結(jié)果表明，該方法方法檢出限低、重現(xiàn)性好、加標(biāo)回收率高、分析速度快、定量準(zhǔn)確，能夠很好地滿足水質(zhì)監(jiān)測的要求，是一種值得廣泛推廣的檢測方法。

[1] 劉文君, 張麗萍. 城鎮(zhèn)供水應(yīng)急技術(shù)手冊[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2007.

[2] GB/T 5750.1～5750.13—2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法[S].

[3] 王峰慧，湯建新，魏巍. 活性炭超聲萃取-毛細(xì)管柱氣相色譜法測定水中痕量丙烯酰胺[J]. 西安建筑科技大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2011(1): 81-84, 105.

[4] 馬穎，常希平，張建柱，等. 固相萃取-高效液相色譜法測定飲用水中的丙烯酰胺[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2013(2):153-156.

O657.71

C

1673-9353(2016)05-0055-03

10.3969/j.issn.1673-9353.2016.05.013

劉 寧(1980- )， 女， 碩士， 高級工程師， 主要研究方向為水環(huán)境監(jiān)測。E-mail：ruoxuan80@163.com

2016-03-29