顶空气相色谱法测定水中三氯甲烷含量的稳定性研究

王超超，钱 琪，王春丹

（国家轻工业食品质量监督检测南京站，江苏南京 211816）

三氯甲烷，俗称氯仿，相对分子质量119.38，相对密度1.484 0，熔点-63.5 ℃，沸点61.2 ℃，无色透明易挥发的不燃性液体，有特殊芳香味，微溶于水，与乙醇、乙醚、四氯化碳、苯和石油醚等试剂混溶。在光照条件下，可被空气中的氧气氧化成剧毒的光气，因此应密封保存于棕色瓶中。

目前多数国家以氯法消毒作为饮用水消毒的主要技术，三氯甲烷是常见的氯法消毒副产物。我国规定生活饮用水中三氯甲烷含量不得超过0.06 mg/L，检测方法为GB/T 5750.8—2006[1]。该方法采用顶空瓶恒温处理，手动进样，气相色谱法测定。实际检测中，手动进样，对检验人员的操作能力要求较高，精密度不容易控制；另外，该方法使用的毛细管色谱柱太短，三氯甲烷出峰时间快，会有干扰峰影响。因此，本研究采用顶空串联气相色谱仪，60 m毛细管色谱柱分离检测，进行三氯甲烷的方法学考察。同时，在3种不同密封保存方式下，研究水中三氯甲烷在冷藏和室温条件下的稳定性，为相关的检测工作提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂

顶空串联气相色谱仪（美国Agilent公司）；色谱柱（HP-5，60 m×0.25 mm，1 µm）；移液器（艾本德中国有限公司）；三氯甲烷（100 μg/mL，北京坛墨质检科技股份有限公司）。

1.2 仪器条件

GC进样口温度200 ℃，分流进样，分流比为10∶1，恒流模式，流速为1.2 mL/min。柱箱温度为70 ℃，恒温25 min。载气为氮气。检测器温度为250 ℃，尾吹气流量60 mL/min。

顶空平衡温度60 ℃，平衡时间30 min，定量环温度70 ℃，传输线温度80 ℃，顶空加压压力 为15 Pa。

1.3 数据处理

采用EXCEL进行数据处理。

1.4 试验方法

1.4.1 方法学考察

取100 μg/mL三 氯 甲 烷 标 准 品0.1 mL于 100 mL容量瓶，用蒸馏水定容，配成100 μg/L的标准中间溶液；再分别取标准中间溶液0.1 mL、0.2 mL、 0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL于10.0 mL容量瓶定容，配成浓度为1 μg/L、2 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L和30 μg/L的标准溶液，进仪器测定。以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标绘制工作曲线，求出三氯甲烷的回归方程和相关系数；以3倍信噪比设定三氯甲烷的检出限，10倍信噪比设定为定量限；测定添加水平为20 μg/L下的平均回收率和相对标准偏差，以确定方法的准确度和精密度。

1.4.2 贮存试验

含三氯甲烷的水样分3种保存方式于4 ℃和 20 ℃冰箱中贮存，第1组保存于顶空瓶（透明，钳口有硅胶垫瓶盖），第2组保存于棕色玻璃瓶（螺口有硅胶垫瓶盖），第3组保存于塑料瓶（铝箔包裹，螺口无硅胶垫瓶盖）。其中，移取12份水样，每份 10 mL密封于顶空瓶中，分2组贮存于4 ℃和20 ℃冰箱，每次平行测试；在棕色玻璃瓶和塑料瓶保存方式下，每次测试均开启容器并移取10 mL进行测试；分别于0 d、1 d、7 d、14 d测定不同保存条件下水中三氯甲烷含量。

2 结果与分析

2.1 方法学考察结果

对三氯甲烷系列标准工作液进行测定，得到标准曲线的线性方程、相关系数、检出限和定量限，测试图谱见图1，标准曲线见图2。在1～ 30 μg/L范围内，三氯甲烷具有良好的线性关系，线性方程为y=327.731x，相关系数为0.999 8，以3倍信噪比设定三氯甲烷的检出限为0.09 μg/L，10倍信噪比下定量限为0.3 μg/L。测定添加水平为20 μg/L的平均回收率为100.35%，相对标准偏差 为1.47%。

图1 三氯甲烷测试图谱

图2 三氯甲烷校准曲线

2.2 冷藏条件下不同保存方式的三氯甲烷变化规律

在4 ℃条件下，不同保存方式对三氯甲烷含量的影响差异较大，具体测试结果见表1。顶空瓶保存方式下，含量从10.13 μg/L变到10.20 μg/L，变化无明显差异；棕色玻璃瓶保存方式下，从初始含量10.13 μg/L降到14 d的8.79 μg/L，损失率达到13.2%；塑料瓶保存方式对三氯甲烷的影响最大，从初始含量10.13 μg/L降到14 d的5.87 μg/L，损失率达到42.1%。

表1 冷藏条件下不同保存方式的三氯甲烷含量 （单位：μg/L）

顶空瓶保存方式变化不明显，说明顶空瓶保存能够有效防止三氯甲烷的挥发；棕色玻璃瓶保存，损失率达到13.2%，说明螺口有硅胶垫瓶盖并不能防止三氯甲烷的挥发，虽然可以避免漏液，但无法避免三氯甲烷等易挥发物质的挥发；在塑料瓶保存方式下，三氯甲烷损失率最大，损失率为42.1%，主要是塑料瓶没有垫片密封，三氯甲烷极容易挥发引起的。

图3 冷藏条件下不同保存方式的三氯甲烷变化趋势图

2.3 常温条件下不同保存方式的三氯甲烷变化规律

在20 ℃条件下，3种不同保存方式对三氯甲烷含量的影响差异非常大，具体测试结果见表2。顶空瓶保存方式下，含量从10.13 μg/L变到 10.08 μg/L，变化无显著差异；棕色玻璃瓶保存方式下，含量从10.13 μg/L降到14 d的7.36 μg/L，损失率达到27.3%；塑料瓶保存方式下，含量从10.13 μg/L降到14 d的2.83 μg/L，损失率达到72.1%。常温条件下，顶空瓶保存，三氯甲烷含量变化不明显，再次说明顶空瓶能够有效防止三氯甲烷的挥发；棕色玻璃瓶和塑料瓶保存条件下，三氯甲烷含量变化较大，说明这两种保存方式均不能防止三氯甲烷的挥发。

表2 常温条件下不同保存方式的三氯甲烷含量（单位：μg/L）

图4 常温条件下不同保存方式的三氯甲烷变化趋势图

2.4 冷藏和常温贮存14 d后，不同保存方式下的三氯甲烷变化率

在冷藏和常温贮存条件下，3种保存方式储存14 d后，变化率见表3。由表3可知，顶空瓶保存，冷藏和常温贮存条件下三氯甲烷含量变化不明显；棕色瓶保存14 d后，冷藏条件下挥发13.2%，常温条件下挥发27.3%；塑料瓶保存两周后，冷藏条件下挥发42.1%，常温条件下挥发72.1%。由此可见，不同保存方式对三氯甲烷含量的影响非常明显，带钳口密封垫的顶空瓶密封效果最好，其他两种密封条件，均无法有效防止三氯甲烷的挥发。另外，在棕色瓶和塑料瓶保存方式下，相比冷藏贮存，常温条件下，三氯甲烷挥发量更大。

表3 冷藏和常温贮存条件，不同保存方式下的三氯甲烷变化率（单位：%）

3 讨论

本研究采用顶空串联气相色谱仪，测定水中三氯甲烷的含量，结果表明在1～30 μg/L，三氯甲烷线性关系良好，相关系数达到0.999 8；以3倍信噪比设定三氯甲烷的检出限为0.09 μg/L，低于GB/T 5750.8—2006的要求0.2 μg/L；在20 μg/L的添加水平下，平均回收率为100.35%，相对标准偏差为1.47%，结果精密度高。该方法使用60 m毛细管色谱柱，三氯甲烷出峰时间为13.8 min，可以与其他干扰峰完全分离，分离效果好。

本文研究了不同保存方式、贮存温度和时间对三氯甲烷含量的影响，结果表明保存方式对三氯甲烷的含量影响最大，带钳口密封垫的顶空瓶密封效果最好，螺口有硅胶垫瓶盖的棕色玻璃瓶和螺口无垫圈的塑料瓶保存均无法有效防止三氯甲烷的挥发，这对三氯甲烷标准品和待检水样的保存具有指导意义；建议对预包装饮用水进行检测时，开启后应及时保存于顶空瓶中待测。由于三氯甲烷不稳定，具有挥发性，有的研究认为水样采集后需加入适当的保存试剂并采取相应的保存方式，才能保证在一定的时间内测得准确的结果；但关于不同试剂及相应保存方式如何影响预包装饮用水中三氯甲烷的含量，还没有相关研究[2-5]。今后还需要进一步研究不同保存试剂、保存方式等因素对预包装饮用水中三氯甲烷含量的影响。