地表水中丙烯腈的测定-吹扫捕集/气相色谱法

韩艳艳，王巧利，曹润泽，田晓静

(河南省许昌生态环境监测中心，河南 许昌 461000)

1 引言

丙烯腈为无色液体，有毒，来源于有机合成工业，常与乙腈、氰化物共存于水中[1]。丙烯腈一般通过工业废水排入水源，造成水体污染[2]。水中丙烯腈的测定方法有：直接进样气相色谱法、顶空-气相色谱法、吹扫捕集-气相色谱法、液液萃取气相色谱法[3～14]，直接进样法对色谱柱的伤害很大，存在水峰的干扰；液液萃取气相色谱法中有机试剂的使用，会损害实验人员的健康。顶空气相色谱法和吹扫捕集-气相色谱法是目前测定水中丙烯腈最常见的方法。本文利用吹扫捕集气相色谱测定地表水中丙烯腈。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

7890A 型气相色谱仪，氢火焰离子化检测器(FID)，安捷伦科技有限公司；CDS7000型吹扫捕集装置，具自动进样器、5mL石英吹扫管，5 mL气密性注射器并带有截止阀，美国CDS Analyal公司；30 m×0.25 mm×0.25 umBR-Swax石英毛细管色谱柱(BRUKER公司)

丙烯腈标准溶液100 μg/mL，溶剂甲醇，北京瀚德沃克科技有限公司；试剂为色谱纯，实验用水为超纯水，色谱检测无待测组分。

2.2 色谱条件

2.3 吹扫捕集条件

采用氮气为吹扫的载气，吹扫温度为45 ℃、流量30 mL/min、吹扫时间15 min；解析温度为200 ℃、时间3 min；烘烤温度为250 ℃、时间8 min。

3 结果与讨论

3.1 色谱柱的选择

通过分析丙烯腈的极性，分别选用BR-Swax柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，HP-FFAP柱(30 m×0.53 mm×1.0 μm)进行分离测试，发现两种色谱柱的分离效果相当，而Swax柱的出峰时间较快，同浓度峰形更好。

3.2 吹扫条件的选择

3.2.1 吹扫温度的选择

由于丙烯腈的水溶性很好，所以对样品管加热，以提高丙烯腈的分离效果。分别改变不同的条件，找到吹扫的最佳条件，详见表1。

表1 吹扫温度与峰面积的关系

3.2.2 解析温度的选择

通过对浓度为10.0 μg/L的样品进行分析，解析温度分别为160 ℃, 180 ℃, 200 ℃, 250 ℃进行实验，最佳解析温度为200 ℃，烘焙温度和烘焙时间的选择影响捕集阱的使用效率，在烘焙温度为250 ℃以上，烘焙时间8 min以上，气相色谱分析没有杂峰影响，故选择烘焙温度250 ℃，烘焙时间8 min，解析温度与峰面积的关系见表2。

表2 解析温度与峰面积的关系

3.2.4 样品的采集、保存及分析步骤

用硬质磨口玻璃瓶采集样品，采样时容器上方不留空间和气泡，水样采集后立即分析，最长不超过48 h。

用吹扫捕集自动进样器采集样品与吹扫管中，吹扫、捕集完毕后，解吸进入气相色谱仪，Swax毛细管柱分离，FID检测，保留时间定性，外标法定量。

3.2.5 校准曲线的绘制置

取丙烯腈标准储备溶液逐级配制成标准溶液系列，溶剂为超纯水。每个标准浓度测定三次，取平均值，以平均峰面积与相应浓度做线性回归，得到的标准曲线见表3，浓度为10.0μg/L标液的色谱图见图1。

表3 丙烯腈的标准曲线

图1 丙烯腈的色谱图及校准曲线

3.2.6 检出限的计算

以最低浓度样品作为试样，重复测定7次，根据技术导则[15]中推荐方法计算方法的检出限。具体结果详见表4。

表4 丙烯腈的检出限实验

3.2.7 精密性和准确性

取本市某河水进行丙烯腈组分检测，结果未检出，对其进行加标回收实验，移取标准使用液1000 μg/L 配制成浓度约为5.00 μg/L，50.0 μg/L，100 μg/L的3组样品，分别测定7次，用超纯水做实验空白，具体计算结果见表5。实验结果显示相对标准偏差在4.7%～10.0%之间，加标回收率在 78.4%～111%之间。

表5 丙烯腈精密度和准确度实验

4 结论

本文利用吹扫捕集前处理，BR-Swax柱(30 m×0.25 mm×0.25 um)，气相色谱FID检测器测定清洁水中的丙烯腈，最佳吹扫温度45 ℃，最佳解析温度200 ℃。本方法简便快捷，检出限、精密度和准确度能满足环境标准[16]和生活饮用水标准[17]的要求，且不需要有机试剂，减少了对实验人员健康的损害及环境的污染。