吹掃捕集/氣相色譜-質譜法測定水中61種揮發性有機物

張 南

（河南省巖石礦物測試中心，河南鄭州 450053）

1 研究背景

水是人類的生命之源，而我國的水環境問題形勢嚴峻，水體污染狀況不容樂觀，其中揮發性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）已經成為水質污染的主要污染物之一。世界衛生組織（WHO）將揮發性有機物（VOCs）定義為熔點低于室溫、沸點在50～260℃的揮發性有機化合物[1]。VOCs 可以釋放到環境中，通過不同的途徑污染到各類水體。當VOCs 達到一定濃度后，會對人的肝、腎、大腦及神經系統等產生巨大危害，嚴重威脅到人類身體健康[2]。目前實驗室對于揮發性有機物的測定方法主要包括：頂空-氣相色譜質譜法[3]、頂空-氣相色譜法[4]、吹掃捕集-氣相色譜質譜法[5]，現在也有一些國內環境監測部門使用便攜式GC-MS 對現場水中VOCs 進行快速測定[6]。本文通過對《水質揮發性有機物的測定吹掃捕集氣相色譜質譜法（HJ 639—2012）》進行確認和優化，建立了一次性檢測61種揮發性有機物的實驗室方法。

2 實驗部分

2.1 試劑與儀器

56 種VOC 混標，美國ANPLE，2 000mg/L；二硫化碳，美國O2SI，2 000mg/L；甲醇中丙酮及異丙醇，美國O2SI，1 000mg/L；丙烯腈，美國ANPLE，1 000mg/L；氯甲烷，美國O2SI，2 000mg/L；甲基叔丁基醚，美國O2SI，2 000mg/L；3 種內標混標，美國O2SI，2 000mg/L；3 種替代物混標，美國O2SI，2 000mg/L；甲醇，Avantor，GC；空白試劑水，市售屈臣氏蒸餾水，經檢測無揮發性有機物。

Thermo TRACE GC Ultra-ISQ 氣相色譜質譜聯用儀；15-3200-074自動吹掃捕集器（帶自動進樣器），TEKMAR 美 國；DB-624UI 30m×0.25mm×1.4um，Agilent 美國。

2.2 儀器條件

2.2.1 氣相色譜條件

柱溫38 ℃保持2min，5 ℃/min升溫至120 ℃，10℃/min 升至210℃。分流模式：分流比30∶1。進樣口溫度200℃。柱流量1.2mL/min。

2.2.2 質譜條件

離子源EI。離子源溫度280 ℃。離子化能量70Ev。傳輸線溫度290℃。燈絲關閉時間2.20～2.70min。掃描模式：SIM+SCAN，SIM 定量。

2.2.3 吹掃捕集條件

吹掃流量40mL/min，吹掃溫度40℃，吹掃時間11min，干吹時間2min，預脫附溫度180℃，脫附溫度190℃，脫附時間2min，280℃烘烤6min。

2.3 實驗方法

2.3.1 標準溶液配制

用甲醇將VOCs 標準溶液配制成20mg/L 的混合標準溶液儲備液，使用時分別吸取1.2μL、2μL、4μL、10μL、20μL、40μL、80μL 標準溶液儲備液加入裝滿40mL 空白水的樣品瓶中，配制成質量濃度為0.6μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L 的標準系列。與樣品在相同條件下上機分析，現用現配。

2.3.2 水樣的測定

在40mL 的棕色樣品瓶中加入0.5mL1∶1的HCl溶液，樣品瓶中裝滿水樣不留氣泡，由儀器自動抽取5mL 水樣后泵入5μg/mL 的內標替代物混合溶液10μL進行測定。

3 結果與討論

3.1 61種揮發性有機物標準色譜圖（SIM+SCAN）

61種VOCs 氣相色譜圖如圖1所示。

圖1 61種VOCs氣相色譜圖

3.2 標準曲線相關系數和檢出限

本方法采用SIM+SCAN 掃描模式，SIM 模式定量，SCAN 模式輔助定性，內標法定量。測定的61種揮發性有機物的標準曲線和相關系數見表1。

表1 目標化合物相關系數

續表

3.3 方法檢出限、精密度、準確度和回收率

在不含目標物的空白水中分別加入不同體積的VOCs混合標準溶液儲備液，配制成2.0μg/L、10.0μg/L、30.0μg/L 的3種不同濃度水平的各7份平行樣品進行測定，分別計算各目標化合物的檢出限、精密度、準確度和回收率。檢出限DL=S×3.143，各目標化合物的方法檢出限為0.2～0.6μg/L，3種濃度水平下各目標化合物的相對標準偏差為2.6%～9.8%，加標回收率為89%～116%。取實際樣品進行加標試驗，加標濃度為10.0μg/L 時，平均加標回收率為86%～126%。

4 結論

基于《水質揮發性有機物的測定吹掃捕集（氣相色譜-質譜法）HJ 639—2012》建立分析方法，能準確分析測定水質中61種揮發性有機物，樣品前處理簡單，曲線線性關系好，精密度高，回收率高，完全滿足HJ 639—2012的要求，適用于相關水體樣品的檢驗。