饮用水中挥发性有机物的顶空制备方法

李少梅

挥发性有机物包含很多种类，具有刺激性、挥发性与类脂物可溶性特点，较易被黏膜与皮肤吸收[1]。通过查阅相关的临床资料显示，目前已发现的自来水中约有765种有机物的残留，其中500余种为消毒副产物，将会对人体健康产生较大的毒副作用，甚至改变细胞DNA结构[2]。为确保人们的健康安全，需要对饮用水中有机污染物进行鉴定与分析[3]。随着研究的不断深入，目前临床试验时中多采用上气相色谱分析法进行分析，能够获得良好的实验结果。本研究将探究水中挥发性有机物有效提取的顶空前处理条件，以便能够获得较为准确的实验结果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

（1）仪器选择。选用仪器GC-2010，Combi PAL SPME；毛细管色谱柱：DB-5，30 m×0.25 mm×0.5 μm；TP-3220型空气源；GC-Solution色谱数据处理工作站；微量注射10 μL（Hamilton）与20 mL顶空瓶。

（2）样品选择。选用农残级甲醇与20种VOCs混合标准样品，包括氯乙烯；1，1-二氯乙烯；二氯甲烷；反-1，2-二氯乙烯；1，1-二氯乙烷；氯仿；1，1，1-三氯乙烷；1，2-二氯乙烷；苯；四氯化碳；三氯乙烯；1，2-二氯丙烷；溴二氯甲烷；顺-1，3-二氯丙烯；反-1，3-二氯丙烯；1，1，2-三氯乙烷；二溴氯甲烷；四氯乙烯；溴仿；1，1，2，2-四氯乙烷等。

1.2 方法

（1）上气相色谱分析法。使用顶空瓶盛装样品，在气液二相间达到热力学动态平衡的状态下进行检测分析。在气液二相间达到热力学动态平衡的状态下，依据气体-液体两相挥发性组分质量比恒定原理，对一定量的平衡气体进行抽取，之后使用上气相色谱分析法进行分析。采取液上空间方式对样品进行制备。

（2）试验条件。①色谱条件。毛细管色谱柱：DB-5，30 m×0.25 mm×0.5 μm；进样口温度设定为260℃；检测器温度设置为260℃。按照程序进行升温，将柱温升至40℃并维持约4 min；之后以5℃/min的速度将柱温升至100℃并维持约10 min；以20℃/min的速度将柱温升至260℃并维持约5 min。将氢气的流速设定为40 mL/min，将空气的流速设定为400 mL/min，将尾吹气的流速设定为20 mL/min，使用分流进样法，分流比设定为5：1，确保氢气与氮气具有高纯度。②顶空条件。顶空平衡温度维持于80℃，传输线温度维持于115℃，进样针温度维持于150℃，顶空瓶恒温时间设定为30 min，进样时间设定为6 s，拨针时间设定为24 s，载气压力控制于15 Pa，压力化平衡时间设定为1 min，气循环时间设定为15 min，使用高纯氦气对顶空针进行推动与清洗，时间维持于5 min，进样量设定为1 000 μL。

1.3 观察指标

（1）上气相色谱分析法的准确度与精密度。

（2）实际样品的测定结果。

2 结果

2.1 上气相色谱分析法的准确度与精密度

表 1 上气相色谱分析法的准确度与精密度

通过重复的测定与计算，上气相色谱分析法具有较高的准确度与精密度，对水中挥发性有机物的浓度能够较为精准的测量，具体见表1。

2.2 实际样品的测定结果

通过对对样品的浓度与实际回收率进行计算后可知，实际样品的浓度与回收率与通过上气相色谱分析法计算所得结果十分相近，与质量控制标准要求具有较大的符合性，见表2。

表2 实际样品的测定结果

3 讨论

在选择顶空热平衡温度时，样品平衡温度与蒸气压、分配系数具有密切关联[4]。在一般情况下，随着样品平衡温度的不断升高，其蒸气压也将随之提升，顶空气体的浓度也将随之提升，因而能够使上气相色谱分析法获得较高的灵敏度[5]。然而随着样品平衡温度的不断升高，气相内水分含量也将不断增加[6]，因而在整个实验过程中，色谱柱将会受到较为严重的不良影响，从而缩短色谱柱寿命[7]。因此为避免上述不良情况的产生，则需要严格控制好样品的平衡温度，通过查阅相关学者的研究资料表明[8]，当样品的平衡温度控制在80℃时，则将获得较为准确的检测结果[9-11]。

除上述因素外，为确保实验结果的准确性，还需要加强对顶空平衡时间、进样时间、气液比例、顶空密封垫的选择、顶空瓶压力、进样口温度等[12]方面进行确定，如此才能够确保实验的顺利进行。