地表水中丙烯腈的測定-吹掃捕集/氣相色譜法

韓艷艷，王巧利，曹潤澤，田曉靜

(河南省許昌生態環境監測中心，河南 許昌 461000)

1 引言

丙烯腈為無色液體，有毒，來源于有機合成工業，常與乙腈、氰化物共存于水中[1]。丙烯腈一般通過工業廢水排入水源，造成水體污染[2]。水中丙烯腈的測定方法有：直接進樣氣相色譜法、頂空-氣相色譜法、吹掃捕集-氣相色譜法、液液萃取氣相色譜法[3～14]，直接進樣法對色譜柱的傷害很大，存在水峰的干擾；液液萃取氣相色譜法中有機試劑的使用，會損害實驗人員的健康。頂空氣相色譜法和吹掃捕集-氣相色譜法是目前測定水中丙烯腈最常見的方法。本文利用吹掃捕集氣相色譜測定地表水中丙烯腈。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

7890A 型氣相色譜儀，氫火焰離子化檢測器(FID)，安捷倫科技有限公司；CDS7000型吹掃捕集裝置，具自動進樣器、5mL石英吹掃管，5 mL氣密性注射器并帶有截止閥，美國CDS Analyal公司；30 m×0.25 mm×0.25 umBR-Swax石英毛細管色譜柱(BRUKER公司)

丙烯腈標準溶液100 μg/mL，溶劑甲醇，北京瀚德沃克科技有限公司；試劑為色譜純，實驗用水為超純水，色譜檢測無待測組分。

2.2 色譜條件

2.3 吹掃捕集條件

采用氮氣為吹掃的載氣，吹掃溫度為45 ℃、流量30 mL/min、吹掃時間15 min；解析溫度為200 ℃、時間3 min；烘烤溫度為250 ℃、時間8 min。

3 結果與討論

3.1 色譜柱的選擇

通過分析丙烯腈的極性，分別選用BR-Swax柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，HP-FFAP柱(30 m×0.53 mm×1.0 μm)進行分離測試，發現兩種色譜柱的分離效果相當，而Swax柱的出峰時間較快，同濃度峰形更好。

3.2 吹掃條件的選擇

3.2.1 吹掃溫度的選擇

由于丙烯腈的水溶性很好，所以對樣品管加熱，以提高丙烯腈的分離效果。分別改變不同的條件，找到吹掃的最佳條件，詳見表1。

表1 吹掃溫度與峰面積的關系

3.2.2 解析溫度的選擇

通過對濃度為10.0 μg/L的樣品進行分析，解析溫度分別為160 ℃, 180 ℃, 200 ℃, 250 ℃進行實驗，最佳解析溫度為200 ℃，烘焙溫度和烘焙時間的選擇影響捕集阱的使用效率，在烘焙溫度為250 ℃以上，烘焙時間8 min以上，氣相色譜分析沒有雜峰影響，故選擇烘焙溫度250 ℃，烘焙時間8 min，解析溫度與峰面積的關系見表2。

表2 解析溫度與峰面積的關系

3.2.4 樣品的采集、保存及分析步驟

用硬質磨口玻璃瓶采集樣品，采樣時容器上方不留空間和氣泡，水樣采集后立即分析，最長不超過48 h。

用吹掃捕集自動進樣器采集樣品與吹掃管中，吹掃、捕集完畢后，解吸進入氣相色譜儀，Swax毛細管柱分離，FID檢測，保留時間定性，外標法定量。

3.2.5 校準曲線的繪制置

取丙烯腈標準儲備溶液逐級配制成標準溶液系列，溶劑為超純水。每個標準濃度測定三次，取平均值，以平均峰面積與相應濃度做線性回歸，得到的標準曲線見表3，濃度為10.0μg/L標液的色譜圖見圖1。

表3 丙烯腈的標準曲線

圖1 丙烯腈的色譜圖及校準曲線

3.2.6 檢出限的計算

以最低濃度樣品作為試樣，重復測定7次，根據技術導則[15]中推薦方法計算方法的檢出限。具體結果詳見表4。

表4 丙烯腈的檢出限實驗

3.2.7 精密性和準確性

取本市某河水進行丙烯腈組分檢測，結果未檢出，對其進行加標回收實驗，移取標準使用液1000 μg/L 配制成濃度約為5.00 μg/L，50.0 μg/L，100 μg/L的3組樣品，分別測定7次，用超純水做實驗空白，具體計算結果見表5。實驗結果顯示相對標準偏差在4.7%～10.0%之間，加標回收率在 78.4%～111%之間。

表5 丙烯腈精密度和準確度實驗

4 結論

本文利用吹掃捕集前處理，BR-Swax柱(30 m×0.25 mm×0.25 um)，氣相色譜FID檢測器測定清潔水中的丙烯腈，最佳吹掃溫度45 ℃，最佳解析溫度200 ℃。本方法簡便快捷，檢出限、精密度和準確度能滿足環境標準[16]和生活飲用水標準[17]的要求，且不需要有機試劑，減少了對實驗人員健康的損害及環境的污染。