顶空－气相色谱法测定水中的苯系物

潘锦 植深晓 陈少宏

(中山市环境监测站，广东中山 528400)

苯系物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等芳香族化合物，广泛应用于染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物及农药等行业中，有致癌、致畸、致突变危害，因此已被列入我国水环境优先控制污染物黑名单［1－3］。

现行的国家标准《水质苯系物的测定气相色谱法》(GB 11890－89)的检测方法为液上气相色谱法和二硫化碳萃取气相色谱法，《生活饮用水标准检验方法有机物指标》(GB/T 5750.8－2006)的检测方法为二硫化碳萃取法和静态顶空气相色谱法。液上气相色谱法采用注射器进行水浴加热，操作步骤复杂，重现性差;二硫化碳萃取法使用大量有毒有害的有机溶剂，前处理繁琐，费时费力;静态顶空气相色谱法采用顶空瓶水浴平衡，操作繁琐，分析时间长，而且采用手工进样，操作误差大。近年来相关文献对苯系物的前处理和分析方法进行了改进，前处理方法有自动顶空［4－5］、固相萃取［6］、吹扫捕集［7］等，检测方法主要有气相色谱法［4－6］和气质联用法［7］。本文采用顶空进样器进行前处理和自动进样，避免了繁琐的样品富集过程，操作简便，用气相色谱进行分离测定，测定结果准确，方法精密度高。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

气相色谱仪 (美国瓦里安3800，FID检测器)，顶空进样器 (意大利DANI，HS86.50);苯系物标准溶液 (苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯，1000 μg/ml，溶剂:甲醇，国家环境保护部标准样品研究所);氯化钠 (优级纯，500℃烘烤2 h)

1.2 顶空进样器条件

加热炉温度:60℃;进样系统温度:100℃;传输管线温度:120℃;样品加热平衡时间:30 min;摇晃模式:快速;加压时间:10 s;取样时间:10 s;进样时间:10 s。

1.3 色谱条件

色谱柱:EC－wax(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱温:初始温度45℃ (保持6 min)，以10℃/min速率升温到75℃ (保持2 min)，再以50℃/min速率升温到120℃ (保持1 min);进样口温度:200℃;检测器温度:200℃;载气:氮气，1.0 mL/min。

1.4 样品测定

向20 mL顶空瓶中加入2.0 g氯化钠，准确吸取10 mL水样置于瓶中，迅速用铝盖密封，轻轻摇匀使氯化钠溶解，按上述条件进行分析，以保留时间定性，峰面积定量。

1.5 标准曲线的配置

准确吸取10 mL空白试验用水置于装有2.0 g氯化钠的顶空瓶中，加入适量的苯系物标准溶液，配制成0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L的浓度系列，按上述条件进样分析。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线和检出限

苯系物的标准色谱图见图1，7种苯系物在较短的分析时间内能实现有效分离。根据保留时间定性，以峰面积Y对目标组分浓度X(mg/L)分别绘制标准曲线，以仪器3倍信噪比计算方法检出限。线性回归方程、相关系数和检出限见表1。由表1可见，各组分的相关系数都大于0.998，符合分析要求;检出限均低于2.09 μg/L，能满足饮用水中痕量苯系物的定量要求。

图1 苯系物标准色谱图

表1 苯系物线性回归方程及加标回收结果

2.2 加标回收实验

向顶空瓶中加入2.0 g氯化钠，加入10 mL空白试验用水，再加入适量的苯系物标准溶液配制成浓度为0.08 mg/L的水样，平行处理6份进行测定。7种苯系物的回收率在87.5%～93.0%之间，相对标准偏差均在5.0%以内，精密度高，结果见表1。

2.3 准确度实验

采用环境保护部标准样品研究所的甲醇中7种苯系物混合标准样品 (GSB07－1043－1999)进行测定，标准批号为332412。取5.0 μl标准样品加到装有2.0 g氯化钠和10 mL空白试验用水的顶空瓶中，按分析步骤平行测定两次。标准样品的标准值、扩展不确定度及测定结果见表2，各目标物的测定值均在不确定度范围内，标准偏差小于3.1%，符合要求。

表2 苯系物准确度实验结果 (μg/mL)

2.4 实际样品分析

采用本方法对某饮用水源地的饮用水、某工业废水、某生活污水实际样品进行分析，结果见表3。方法分析速度快，实用性高，满足地表水及污染源废水中苯系物的监测要求。

表3 实际样品分析结果

3 结语

采用顶空－气相色谱法测定水中的苯系物，样品取样量少，处理简单，避免了有机溶剂的污染，精密度和准确度高，符合《地表水环境质量标准》 (GB3838－2002)和《生活饮用水卫生标准》 (GB 5749－2006)水质指标及限值的要求。

［1］周文敏，傅德黔，孙宗光．中国水中优先控制污染物［J］．环境科学研究，1991，4(6):9－12．

［2］国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局．GB 3838－2002地表水环境质量标准［S］．北京:中国标准出版社，2002．

［3］卫生部，国家标准化管理委员会．GB 5749－2006生活饮用水卫生标准［S］．北京:中国标准出版社，2006．

［4］张莹莹，李文霞，彭伟涛，等．顶空－大口径极性毛细柱气相色谱法测定水中8种苯系物［J］．北方环境，2012，24(4):168－170．

［5］陈小丽，陈敏，梁春霞．自动顶空毛细管气相色谱法测定水中8种苯系物［J］．化学分析计量，2009，18(6):37－39．

［6］杨卫芳，齐峰，李烨，等．关于固相萃取技术富集水中苯系物的探讨［J］．环境与可持续发展，2013，6:138－139．

［7］刘莹，孙力平，高士奇．吹扫捕集－GC/MS法检测饮用水中十三种常见挥发性有机物［J］．环境工程，2011，29(S):242－244．