饮用水中苯系物的检测方法研究概况

李 璐，潘在宝，刘娟丽，寇 亮

(1．西北民族大学化工学院，甘肃兰州 730030;2．环境友好复合材料及生物质利用甘肃省高校重点实验室，甘肃兰州 730030)

饮用水中苯系物的检测方法研究概况

李 璐1，2，潘在宝1，刘娟丽1，2，寇 亮1，2

(1．西北民族大学化工学院，甘肃兰州 730030;2．环境友好复合材料及生物质利用甘肃省高校重点实验室，甘肃兰州 730030)

苯系物通常包括苯，甲苯，乙苯，邻、间、对二甲苯，异丙苯和苯乙烯等化合物，它们是重要的化工原料，可以通过各种途径污染饮用水进而严重威胁人类健康。通过对近十几年来国内饮用水中苯系物检测方法地综述及这些方法优缺点地比较，为进一步研究提供有益的参考，并对饮用水中苯系物检测方法的发展趋势进行了展望。

饮用水;苯系物;样品预处理;检测方法;综述

近年来，饮用水被苯系物污染的事件屡见不鲜: 2011年6月杭州余杭、瓶窑自来水苯烯类有机物污染事件，2013年1月上海金山区水域苯乙烯等有机物污染事件，2014年4月甘肃省兰州市自来水苯严重超标事件等。这些饮用水污染事件严重干扰了人们的正常生活，更为饮用水安全敲响了警钟。本文通过综述多年来国内对水中苯系物检测的各种方法，为今后的相关研究提供一些有益的参考。

我国对饮用水中苯系物的含量制定了严格的指标限值，2007年国家颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749－2006)中对苯系物的限值规定为:苯＜0．01mg/L，甲苯＜0．7mg/L，乙苯＜0．3mg/L，二甲苯＜0．5mg/L，苯乙烯＜0．02mg/L。目前水中苯系物的测定大多采用色谱分析法，包括气相色谱法(GC)、气相色谱－质谱联用法(GC－MS)和液相色谱法(HPLC)。鉴于饮用水中苯系物浓度一般很低，在痕量分析之前通常要对样品进行预处理，常用的预处理技术主要有静态顶空(SHA)、吹扫捕集(Purge＆Trap)、固相微萃取(SPME)、液－液萃取(LLE)、分散液－液微萃取(DLLME)、顶空单液滴微萃取(HS－DME)和固相膜萃取(SPE)。预处理方法的选择和操作技术的优劣会直接影响检测结果的准确性和灵敏度

1 样品预处理

1．1 静态顶空(SHA)

将含有苯系物的水样移入顶空瓶中升温，待其中的苯系物在气、液两相间达到平衡后，根据测得的气相苯系物浓度可计算原水样中的苯系物浓度。刘俩燕［1］取10ml水样加入顶空进样瓶，加入3g氯化钠，密封后于60℃恒温槽平衡30min，取液上气体800μl进气相色谱仪测定。陈虹等［2］对顶空条件进行了优化。邵红艳等［3］直接将10ml水样置于25ml顶空瓶中，按气相色谱条件顶空进样分析。

1．2 吹扫捕集(Purge＆Trap)

吹扫捕集又叫做动态顶空浓缩法，该方法用流动的气体将水中的挥发性苯系物成分“吹扫”出来，再用捕集器将吹扫出来的物质吸附下来，经热解吸将样品中待测组分热脱附后送入检测仪器进行分析。杨勋兰等［4］吹扫捕集条件，建立了快速测定水中8种苯系物的气相色谱检测方法。

1．3 固相微萃取(SPME)

固相微萃取的原理是一个基于苯系物在样品与萃取层中平衡分配的萃取过程。该方法利用萃取纤维作为固定相，水中苯系物从试样水溶液中扩散吸附在萃取纤维上浓缩富集，根据萃取纤维上苯系物的浓度与原水溶液中苯系物浓度之间的线性关系进行计算既得所求。贾金平等［5］使用活性炭纤维自制了活性炭体型固相微萃取器，将其插入盛有10ml水样的恒温萃取瓶中，20℃下萃取20min气相色谱－质谱联用检测。王艳丽等［6］取10ml水样，加入4g氯化钠后密封于20ml样品瓶中，将萃取头插入样品瓶在20℃顶空萃取40min，萃取头取出后解析，进气相色谱仪测定。

1．4 液－液萃取(LLE)

液－液萃取又称溶剂萃取，原理是基于水样中苯系物在萃取相和水相的分配系数不同，通过在有机相和水相之间的分配进行富集。贾雪艳等［7］取100ml水样置于250ml分液漏斗中，加萃取剂二硫化碳5ml，振摇2min静置分层后，取二硫化碳提取液过滤、干燥，然后进行气相色谱分析。巩飚等［8］改用正己烷作为萃取剂，避免了二硫化碳对人体的刺激，提高了灵敏度，建立了不受水中其它有机物干扰且操作简便、结果准确、重现性好的生活饮用水中7种苯系物气相色谱测定方法。

1．5 分散液－液微萃取(DLLME)

分散液－液微萃取是在液－液萃取的基础上发展起来的一种新萃取技术，改进了液－液萃取大量消耗有机溶剂且易造成二次污染的缺点。向饮用水水样中加入含有萃取剂的分散剂，使含苯系物的水样先形成均匀的乳浊液，萃取离心后，将苯系物富集到萃取剂中，取萃取剂进行分析测定。张茂升等［9］对萃取条件进行了优化研究。

1．6 顶空单液滴微萃取(HS－DME)

顶空单液滴微萃取的基本原理是在色谱微量注射器的针尖上使萃取溶剂形成一个很小的液滴，将其悬于待测水样上方，搅拌萃取后将小液滴抽回，用色谱注射器直接进样分析。项素云等［10］建立了测定饮用水中6种苯系物的顶空单液滴微萃取方法。

1．7 固相膜萃取(SPE)

固相膜萃取是将固相萃取膜(如C8、C18)固定在圆盘上，将水样抽滤，利用固相膜将苯系物吸附、富集在膜上，再用适当的有机溶剂将目标化合物洗脱下来直接测定的方法。孙玉梅等［11］进行了固相膜萃取方法研究。

2 测定

2．1 气相色谱法(GC)

气相色谱法是水样中苯系物的常规测定方法，具有快速、简便、样品用量少、灵敏度高、精确度好等特点。色谱柱包括填充柱和毛细管柱，毛细管柱色谱的柱效高、分离度好、检测限低，更适用于水中苯系物的痕量分析［12－13］。分析效果和灵敏度主要取决于色谱柱以及操作的条件。

气相色谱仪的检测器目前主要采用火焰离子化检测器(FID)，而近年来研制的新型高灵敏度检测器光离子化检测器(PID)和微氩离子检测器(μAID)与火焰离子化检测器相比，相对标准偏差(RSD)没有显著差异，而检出限要低1～2个数量级。刘廷良等［14］使用光离子化检测器在环境温度下快速顶空进样水中的苯系物(苯，甲苯，乙苯，间、对、二甲苯，异丙苯)测定，王永华［15］使用顶空便携式气相色谱－微氩离子检测仪测定水中4种苯系物(苯，甲苯，对、邻二甲苯)。

2．2 气相色谱－质谱联用法(GC－MS)

气相色谱－质谱联用法集色谱与质谱的特点于一体，样品用量少、分析快速、选择性好、定量定性准确、检出限低，已逐步应用于挥发性有机化合物和半挥发性有机化合物的定性与定量研究［16－18］。解光武等［19］使用便携式顶空气相色谱－质谱联用仪快速测定水中苯系物。刘金巍等［20］以吹扫捕集富集，PNOA毛细管柱分离，气相色谱－质谱联用仪测水中苯系物(苯，甲苯，乙苯，间、对、邻二甲苯等)，检出限为 0．117～0．194μg/L，回收率为 90% ～105%，RSD在1．8%～4．3%之间。

2．3 高效液相色谱法(HPLC)

高效液相色谱法是一项高效快速的分离分析技术，与气相色谱相比，前处理无需使用有机溶剂对水中苯系物进行提取和浓缩，只需在样品中加入溶剂溶解，离心过膜后就可以直接测定。包娜等［21］选用C18色谱柱高效液相色谱仪，采用紫外可变波长检测器，在流速为1ml/min，检测波长为260nm，进样量为20μl的实验条件下测水中的苯系物(苯，甲苯，乙苯)，检出限为4～5μg/L，回收率为96．0% ～98．6%，RSD在1．1%～1．3%之间。

3 结论和展望

综上所述，样品预处理是检测饮用水中苯系物的关键步骤，它们各具特点:顶空进样样品处理简单，不用有毒溶剂，且有专门的进样装置，可以和其它技术联用，使被测物的检出更加便捷，存在的问题是相对耗时较长且检测限较高;吹扫捕集取样量少，集萃取、富集和解析于一体，具有自动化程度高和操作简单快捷等特点，但分析时间较长，对设备要求较高;固相微萃取具有操作简单、有机溶剂用量少、高效、便捷、安全、操作费用低等特点，但萃取纤维易损坏、吸附量有限;液－液萃取操作快速，分离简单，操作成本低，精密度高，重复性好，但样品消耗量大，萃取剂用量大，环境污染较大;分散液－液微萃取有机溶剂用量少，富集倍数高，操作简便，但结果容易受到干扰且重现性不佳;顶空单液滴微萃取是一种环境友好的萃取技术，仪器简单，结果精确，重现性好，但萃取液滴体积很小、易挥发，且不易高温萃取;固相膜萃取操作简单，溶剂用量少，萃取效率高，能对大体积水样实现快速萃取，但纤维膜使用寿命短。

饮用水安全与人体健康息息相关，近几年来频发的苯系物污染饮用水的事件，对环境监测部门迅速地判断饮用水中苯系物的种类和含量，污染范围以及污染发展趋势提出了更高的要求，这时选择适宜的检测方法就显得至关重要。文中出现的各种检测方法的检测限都可满足国家对于饮用水中苯系物的限值规定，但是大多数检测方法只局限于实验室内进行，仪器携带不便且价格昂贵，不能应用于污染事故现场的测定。这就需要对检测方法进行改进，包括预处理技术和检测仪器，使其能够实现自动、便携、快速的测定。近来，车载气相色谱、便携式气相色谱－质谱联用仪等越来越多，携带较为方便，能够适用于野外工作，在环境监测研究领域具有广泛良好的前景。随着分析、检测技术的发展，简单快速、灵敏度高、定量准确、环境友好、应用范围广的检测方法将成为饮用水中苯系物检测及应急监测的主要发展方向。

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Research survey of determination methods for benzene homologues in drinking water

Benzene homologues usually include benzene，toluene，ethyl benzene，o－xylene，p－xylene，mxylene，isopropyl benzene and styrene et al，which are important chemical raw materials．This compounds also can pollute drinking water through various channels and threaten human health seriously．A variety of the domestic determination methods for benzene homologues in drinking water in the most recent decade were summarized in details in this paper．And then，the research wanted to provide some beneficial reference for further correlation research by comparing of advantages and disadvantages of these methods，and predicted the trends of determination methods for benzene homologues in drinking water．

drinking water;benzene homologues;sample preparation;determination methods;review

X703．1

B

1674－8069(2015)03－021－03

2015-01-12;

2015-03-06

李璐(1982-)，女，山西太谷人，讲师，主要从事环境监测、化学工程的教学与科研工作。E－mail:lilu@xbmu．edu．cn

中央高校基本科研业务费专项(31920150015)