正交试验法在气相色谱法测定污水中吡啶的研究

滕飞 张青 顾福权

（绍兴市水环境科学研究院有限公司 浙江绍兴 312000）

正交试验法在气相色谱法测定污水中吡啶的研究

滕飞 张青 顾福权

（绍兴市水环境科学研究院有限公司 浙江绍兴 312000）

采用直接进水样，用气相色谱氢焰离子化检测器(FID)测定水中吡啶，并用正交法对柱温、载气流量、尾吹流量、分流比四个气相色谱重要条件参数进行优化，确定了直接进样气相色谱法测定水中吡啶的最佳操作条件，该方法检出限为0.06mg/L，实验结果表明该方法简便、准确，在此条件下直接进样检测水中吡啶，可获得良好的分析结果。

正交法;气相色谱;直接进样;吡啶

吡啶，又称氮苯，无色或微黄色液体，有特殊臭味，分子式C5H5N，为含有一个氮杂原子的六元杂环化合物。吡啶易燃，其蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，毒性较大，其液体及蒸汽刺激皮肤和粘膜，能使神经中枢麻醉，可引起流泪、眩晕等症状。吡啶在工业上可用作变性剂、助染剂，以及合成一系列产品（包括药品、消毒剂、染料等）的原料，吡啶及其同系物还存在于骨焦油、煤焦油、煤气、石油中。由于生产工艺及排放废水中存在一定浓度的吡啶，对环境和人体健康构成危害，因此《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）对吡啶的标准限值进行了规定。

离子化检测器(FID)作为检测器直接进水样测定吡啶，利用正交实验法[10-11]对柱温、柱流量、分流比、尾吹流量影响因素进行优化，确定了最佳操作条件，在确定的操作条件下，水样用滤膜过滤后，直接进样测定水中吡啶获得了良好的分析结果。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

气相色谱仪：安捷伦7890气相色谱仪，氢焰离子化检测器(FID)；

色谱柱：HP-INNOWAX(30*0.32*0.25)弹性石英毛细色谱柱；氢气：瓶装高纯氢气

吡啶：美国Accustandard，2000ug/mL

1.2 实验设计

在毛细管柱气相色谱分析中，通常尾吹流量、柱温、分流比、载气流量等因素对测试指标（样品峰面积、样品测定相对标准偏差RSD）具有较大影响，因此设定尾吹流量、柱温、分流比、载气流量等4个因素，共分3个水平，见表1。其他参数条件设置为：汽化室温度：250℃，检测器温度：250℃。

表1 水平因素表

根据以上的因素和水平,确定应用L9(34)正交实验表,见表2（表格中间数字为水平编号）（选定的尾吹流量值远大于载气流量，因此本实验中不考虑两者的交互作用，四因素为相互独立因素）。

表2 L9(34)试验表

按表2调整仪器条件参数，直接进水样，分别进行9组实验，每组测定3次，峰面积取3次平均值。

2 结果与讨论

2.1 实验结果及分析见表3

表3 试验结果及分析表

表3中峰面积、相对标准偏差RSD列的数据为每组实验的目标结果。K为因素各个水平目标结果之和，如根据峰面积计算的尾吹流量K1=21.34+41.34+48.25=110.93，本实验中对峰面积而言，使K值最大的水平为该因素的最佳水平；对RSD而言，使K值最小的水平为该因素的最佳水平（RSD值愈小精密度愈高）。

极差R为K1～K3之间最大值与最小值之差，R值表征各因素对目标结果的影响程度，根据本实验数据统计结果，以峰面积结果统计的各因素极差大小顺序，确定了影响峰面积各因素的主次顺序依次为分流比＞尾吹流量＞柱温＞载气流量；以RSD结果统计的各因素极差大小顺序，确定了影响精密度（RSD）各因素的主次顺序依次为分流比＞柱温＞载气流量＞尾吹流量。

取各因素获得最好目标结果时的水平数，即得到理论最佳仪器条件参数，如下：

峰面积的最佳仪器条件参数为尾吹流量20mL/min（水平1）、柱温50℃（水平2）、分流比为不分流（水平3）、载气流量5mL/min（水平2）；

精密度（RSD）的最佳仪器条件参数为尾吹流量20mL/min（水平1）、柱温50℃（水平2）、分流比为不分流（水平3）、载气流量5.5mL/min（水平3）。

选出的两组最佳仪器条件参数中，尾吹流量、柱温和分流比均一致，只有载气流量有差异，考虑到载气流量对RSD的影响更大些，因此选择载气流量为5.5ml/min。最终选定的理论最佳条件参数为尾吹流量20mL/min、柱温50℃、分流比为不分流、载气流量5.5mL/min。

2.2 验证实验

按照以上所选理论最佳仪器条件参数：尾吹流量20mL/min、柱温50℃、不分流、载气流量5.5mL/min进行实验，

验证实验结果显示，根据所选的理论最佳仪器条件参数测定吡啶，峰形好，精密度（RSD）1.5%，为最理想的检测结果，这表明通过正交实验获得的最佳条件参数理论值与实际结果相符。该方法检出限为0.06mg/L。

3 结语

采用直接进水样，以氢焰离子化检测器(FID)测定水中吡啶，并用正交法确定了最佳仪器操作条件，实验结果表明在最佳仪器操作条件下，直接进样检测水中吡啶可获得良好的分析结果，其精密度、准确度以及方法检出限均很好的满足了地表水中吡啶的检测要求。

[1]陆鸿.正交试验设计.河南预防医学杂志,1999.10（2）.

[2] BalasubramanianM,KriegmanDJ,et al.Localized glaucomatous changedetection within the proper orthogonal decomposition framework..Investophthalmolvis sci,2012,53(7)∶3615- 28.