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摘要:目前我国生活饮用水中苯系物的检验方法为GB/T5750.8-2006,包括溶剂萃取-气相色谱法;顶空-气相色谱法;吹脱捕集-气相质谱法。本文将对以上三种方法做比对,从成本,安全,效率,准确度,灵敏度比较方法的优缺点,从而选取最佳检验方法。
关键词:苯系物;溶剂萃取;顶空;吹脱捕集;比对
引言
苯系物是环境检测中常见的有机物,通常指苯,甲苯,乙苯,二甲苯,苯乙烯,异丙苯等芳香族化合物,广泛应用于化工,医药,印刷,制革等行业,它们产生的污水及废弃物处理不慎,容易对饮用水造成污染,严重影响人体健康,对于苯系物的检验尤为重要。本文从溶剂萃取-气相色谱法,顶空-气相色谱法,吹托捕集-气相质谱法测定7种苯系物的实验过程,对比各种方法的优缺点,最终选取最佳检验方法。
1溶剂萃取-气相色谱法
1.1仪器
岛津GC-2014C气相色谱仪(FID检测器),WondaCAP-WAX色谱柱。
1.2试剂
无苯色谱纯二硫化碳,盐酸溶液,氯化钠,无水硫酸钠,纯水。
1.3仪器参数
进样口:200℃;柱箱:50℃(2min)8℃/min→120℃(0min)20℃→200℃;检测器:250℃;分流比:5:1;氢气流量:40mL/min;干空气流量:400mL/min;氮气尾吹流量:30mL/min。
1.4测定步骤
取200mL水样于250mL分液漏斗中,用盐酸溶液调节pH≤2,加入3-4g氯化钠,溶解后加入5mL二硫化碳,振荡3min,静置分层,有机相萃取液经无水硫酸钠脱水,转入5mL具塞试剂管,气相色谱分析。
1.5实验分析
检出限:连续分析7个空白加标样品,通过公式MDL=3.143*SD得出检出限(mg/L),测定结果见表1.1。
表1.1
准确度和精密度:对两个不同浓度的加标水样平行测定6次,得出加标回收率及相对标准偏差,测定结果见表1.2,表1.3。
表1.2
表1.3
1.6结果分析
所用试剂包括二硫化碳,盐酸溶液,氯化钠,无水硫酸钠,前处理用时30min,色谱用时14.75min。苯,甲苯,乙苯,对二甲苯,间二甲苯,邻二甲苯,苯乙烯检出限分别为0.003mg/L,0.003mg/L,0.004mg/L,0.004mg/L,0.003mg/L,0.003mg/L,0.004mg/L。加标回收率83.3%~101%。相对标准偏差5.7%~11.8%。
2顶空-气相色谱法
2.1仪器
安捷伦7697A顶空自动进样器,安捷伦7890A气相色谱仪(FID检测器),DB-WAX色谱柱。
2.2试剂
氯化钠,纯水。
2.3仪器参数
2.3.1顶空自动进样器
平衡温度:70℃,进样针温度:80℃,传输线温度90℃,平衡时间:30min,进样时间:0.1min,压力平衡时间:1min。
2.3.2气相色谱
进样口:200℃;柱箱:40℃(2min)8℃/min→120℃(0min)20℃→200℃;检测器:250℃;分流比:20:1;氢气流量:40mL/min;干空气流量:400mL/min;氮气尾吹流量:30mL/min。
2.4测定步骤
取10mL水样于顶空瓶中,加入2g氯化钠,压紧瓶盖,摇匀至氯化钠溶解,放入顶空自动进样器,排好顶空与气相色谱序列,分析定量。
2.5实验分析
检出限:连续分析7个空白加标样品,通过公式MDL=3.143*SD得出检出限(μg/L),测定结果见表2.1。
表2.1
准确度和精密度:对两个不同浓度的加标水样平行测定6次,得出加标回收率及相对标准偏差,测定结果见表2.2,表2.3。
表2.2
表2.3
2.6结果分析
所用试剂氯化钠,顶空用时31.1min,色谱分析用时16min。苯,甲苯,乙苯,对二甲苯,间二甲苯,邻二甲苯,苯乙烯检出限分别为0.44μg/L,0.47μg/L,0.73μg/L,0.44μg/L,0.75μg/L,0.75μg/L,0.74μg/L。加标回收率85.5%~103%。相对标准偏差2.3%~10.4%。
3吹脱捕集-气相质谱法
3.1仪器
泰克玛3100吹扫捕集,OI4552自动进样器,岛津GCMS-QP2010SE气相质谱仪(EI离子源),WondaCAP-WAX色谱柱。
3.2试剂
纯水。
3.3仪器参数
3.3.1吹扫捕集
吹扫温度:40℃,吹扫流量:40mL/min,预热时间:2min,吹扫时间:11min,干吹时间:2min,脱附温度:190℃,脱附时间:4min,烘烤温度:220℃,烘烤时间:10min,传输线温度:150℃。
3.3.2气相色谱仪
进样口:200℃;柱箱:40℃(2min)8℃/min→120℃(0min)20℃→200℃;分流比:20:1;
3.3.3质谱仪
离子源温度:230℃,接口温度:200℃,溶剂延迟:2min,扫面方式:全扫描,扫描范围:45amu~450amu。
3.4测定步骤
取40mL水样于吹扫进样瓶中,旋紧瓶盖,放入自动进样器,排好自动进样器与气相色谱仪序列,质谱仪分析定量。
3.5实验分析
检出限:连续分析7个空白加标样品,通过公式MDL=3.143*SD得出检出限(μg/L),测定结果见表3.1。
表3.1
准确度和精密度:对两个不同浓度的加标水样平行测定6次,得出加标回收率及相对标准偏差,测定结果见表3.2,表3.3。
表3.2
表3.3
3.6结果分析
吹扫捕集用时29min,气相质谱仪分析用时16min。苯,甲苯,乙苯,对二甲苯,间二甲苯,邻二甲苯,苯乙烯检出限分别为0.04μg/L,0.03μg/L,0.03μg/L,0.03μg/L,0.05μg/L,0.05μg/L,0.03μg/L。加标回收率85.7%~102%。相对标准偏差3.0%~9.9%。
结语
综上实验,溶剂萃取-气相色谱法成本低,精密仪器只需要一台气相色谱仪,操作简单,但所用的二硫化碳溶剂毒性大,是损害血管和神经的毒物,危害人体健康,该方法检出限相对较高,只能准确定量至毫克每升。顶空-气相色谱法检测时间短,无须前处理,灵敏度高,能准确定量至微克每升,成本相对较高,用到顶空自动进样器和气相色谱仪。吹扫捕集-气相质谱法检出限最低,无试剂参与,检测步骤较为复杂,成本最高,需要用到吹扫捕集和更加精密的气相色谱质谱联用仪。
根据生活饮用水卫生标准GB5749-2006苯,甲苯,乙苯,二甲苯(总量),苯乙烯限值分别为0.01mg/L,0.7mg/L,0.3mg/L,0.5mg/L,0.02mg/L,以上三种方法检出限均满足实验要求,准确度与精密度也均满足实验要求。从成本,安全,效率,准确度,灵敏度综合考虑,目前最佳检测方法为顶空-气相色谱法。
参考文献
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