吹脱捕集气相色谱法测定水中低浓度的苯系物

林 芳,陆 梅,梁卫清

吹脱捕集气相色谱法测定水中低浓度的苯系物

林 芳,陆 梅,梁卫清

(淮安市环境监测中心站,江苏淮安223001)

提出用吹脱捕集气相色谱法测定水中低浓度的苯系物。选择恰当的条件,较好地分离并测定苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯乙烯等化合物的含量,此方法加标回收率为88.9%～99.6%,相对标准偏差均小于±3.0%。用此方法简便、快捷、准确,具有较好的实用价值。

吹脱捕集;低浓度;苯系物

苯是毒性很高的致癌物质 ,而甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯、乙烯对人体和水生物均有不同程度的毒性。苯及其同系物作为重要溶剂及生产原料有着广泛的应用,在石油化工、油漆、涂料、农药、医药、有机化工等行业的排放污水中也含有较多的苯系物 ,故在环境监测方面分析苯系物是非常必要的[1]。国家标准水样中苯系物含量的测定采用的是二硫化碳萃取气相色谱法,前处理操作比较繁琐,需要毒性大的有机溶剂,有机溶剂含有难去除的苯系物,本底值高,产生误差影响分析结果[2]。文章研究了用吹扫捕集毛细柱气相色谱法快速测定水中的苯系物,就避免了这种情况,且该方法准确简便,无须人为前处理,节约环保,为水中低浓度苯系物的检测提供了不可或缺的数据。

1 材料和方法

1.1 方法概述

吹扫捕集法是将水中苯系物通过用惰性气体连续脱出来,通过气流带入并吸附于捕集管中,将捕集管中的苯系物的气体加热脱附出来,通过载气载入气相色谱仪进行分离测定[3]。此方法适用于江、河、湖等地表水以及自来水中的苯系物的测定,也适用于废水中苯系物的测定,但样品要做适当稀释。最低检出限苯、甲苯、乙苯为0.0001 mg/L,其余各为0.0005 mg/L。

1.2 主要仪器与试剂

HP-6890气相色谱仪,具氢火焰离子化检测器,HP-7695吹扫捕集装置,美国惠普公司,气密性注射器(5 mL),HP-INNOWAX色谱柱(30 m ×0.53 mm×1.0μm)。甲醇中苯系物(包括苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯)、苯乙烯。

1.3 标准曲线的配制

分别取25、50、100、150、250μL甲醇中苯系物混合标样(此标样浓度为160 mg/L),用纯水配制浓度为0.04、0.08、0.16、0.24、0.40 mg/L的标准溶液(水样体积为100 mL);分别取2.5、5.0、10、15、25μL甲醇中的苯乙烯标样(此标样浓度为1043 mg/L),配入苯系物标准系列中,其对应浓度为0.03、0.06、0.12、0.18、0.30 mg/L。

1.4 色谱分析条件

进样口温度:200℃,柱温:70℃,FID检测器温度:200℃,氢气40 mL/min,空气400 mL/min,载气:氮气(纯度 ≥99.999%),柱流速:2.0 mL/ min。进样方式:分流/不分流进样,进样量:1μL,分流比:5∶1。吹扫时间8 min,解析温度180℃,解析时间 6 min;烘烤温度 220℃,烘烤时间 25 min,吹脱气体为高纯氮气。

1.5 样品测定

用专用注射器分别吸取5 mL混合标样系列,注入吹扫捕集仪中,标样经吹扫、解吸、捕集后进入色谱柱分析测定,记录峰的保留时间和峰面积。

2 结果与分析

2.1 标准色谱图(见图1)

图1 甲醇苯系物和苯乙烯混标的气相色谱图

2.2 标准曲线

用GC-FID方法测定苯系物标准溶液系列(0、0.04、0.08、0.16、0.24、0.40 mg/L。其中苯乙烯为0、0.03、0.06、0.12、0.18、0.30 mg/L),重复分析3次,以3次测定的峰面积平均值为纵坐标,质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,见表1。

表1 8种苯系物的线性方程

2.3 检出限试验

根据低浓度的平行测定的标准偏差来计算方法检出限。以不含有机物的纯水做空白,在此100 mL水样中加入微量标准样品,按上述测定方法上机分析,计算7次平行测定结果的标准偏差,按照3倍标准偏差计算,即为检出限,其中苯、甲苯、乙苯检出限为0.0001 mg/L,其余为0.0005 mg/L。

2.4 精密度试验

将5 mL 0.24 mg/L的甲醇苯系物标样和5 mL 0.18mg/L的苯乙烯标样注入吹扫捕集仪进行实验 ,同一标样做5次平行,测定结果如表2。由表2可知,苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯和苯乙烯8个组分的相对标准偏差(RSD)均小于(或等于)3.0%。

2.5 准确度试验

分别吸取原先相同体积量的甲醇中苯系物标样及苯乙烯标样加入2.4标样中,做5个平行样,结果见表3。由表3可知,苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、异丙苯和苯乙烯8个标样的回收率位于88.9%～99.6%,其中回收率最小的是苯乙烯88.9%,最大的是异丙苯99.6%。

表2 苯系物标样相对标准偏差

表3 苯系物标样回收率

3 结论

用吹扫捕集毛细柱快速法测定水中苯系物实验结果表明,各组分相对标准偏差<3.0%,平均回收率在88.9%～99.6%之间,测定结果符合国标要求。同时该方法对水样中苯系物的测定具有简便、快捷、准确等优点,节约环保,具有较好的经济实用价值。

[1] 韩爱雪.水中有机污染物的采样.分离.富集和分析方法(中册)[M].北京 :中国环境科学出版社,1990:256-271.

[2] 黄 卫.气相色谱法分析苯系物条件选比[J].湖南科技学院学报,2008,29(4):36.

[3] Arthur C,Pawliszyn J.The Principle and Application of solidphase Micro-Extraction(SPME)[J].Anal Chem,1990,62: 2145-2148.

Determination of Low Concentrations BTEX in the Water with Purge and Trap G as Chromatography

LIN Fang,LU Mei,LIANG Wei-qing

(Huai'an Environmental Monitoring Center Station,Huai'an 223001,China)

Low concentrations of benzene was determined with the way of Purge and Trap Gas Chromatography. Benzene,toluene,ethylbenzene,para-xylene,m-xylene,o-xylene,cumene and styrene were well separated and those contents were well determined in a appropriate conditions.The method'recovery of standard addition was 88.9%～99.6%and relative standard deviation was less than±3.0%.The method is simple,fast,accurate and practical to use for determinating of BTEX.

purge and trap;low concentration;benzenes series

X830.2

A

1674-2842(2010)01-0021-03

2009-08-02

林芳(1985-),女,本科,主要从事环境监测仪器分析工作。E-mail:slg1985219@126.com