1、顶空气相色谱法检测水中的挥发性苯系物 北京华盛谱信仪器有限责任公司 水中的苯系物通常包括苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、异丙苯、苯乙烯等几种化合物。除苯是已知的致癌物外 ,其它几种化合物对人体和水生生物均有不同程度的毒性。苯系物的工业污染源主要源于石油化工、炼焦化工生产的排放废水。如茂名石化乙烯工业公司的芳烃车间排污水、裂解车间排污水等都含有大量苯系物。因此 ,测定水中苯系物含量对环境保护具有重要的意义。水中挥发性苯系 物常用的富集方法有顶空法、二硫化碳萃取法、汽 -液平衡法等。近年来 ,在样品的快速采集、分离和浓缩及技术改进方面均有报道。 本方法利用苯系物易挥发的特性 ,结合顶
2、空进样器的进样技术 ,采用顶空 -气相色谱法 ,得到了较满意的分析结果。该方法具有简便、快速、灵敏度高、重现性好、能实现半自动化的特点。 1 试验部分 1.1 主要仪器和试剂 气相色谱仪 (配有 FID 检测器 )；顶空进样器 ； 苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯均为色谱纯标准物质；氯化钠 :分析纯；纯水 :不含苯系物；高纯氮气、空气、氢气。 1.2 色 谱条件 色谱柱 :HP-1(交联甲基聚硅氧烷 ) 30m0132mm0125m ；柱温 :40 保持 3min,10/min升温至 130, 保持 2min；进样口温度 :200 ；检测器温度 :150 ；柱头压 :4619kPa
3、。 1.3 顶空进样器条件 样品温度 :40 ；进样针温度 :40 ；传输线温度 :40 ；气相循环时间 :20min；加热时间40min；加压时间 :015min；进样时间 :015min；抽样时间 :015min。 1.4 样品的保存 取水样时应使样品充满空间 ,不留空隙 ,并加盖密封。样品应在冰箱中保 存 ,7 日内处理完毕 ,14 日内分析完。 1.5 样品分析 取 10ml 水样于 22ml 顶空瓶中 ,加入 4gNaCl,加盖密封。置于顶空进样器的样品盘中 ,按 1.2节和 1.3 节设置好顶空进样器和气相色谱 (GC)的分析条件 ,启动顶空进样器和 GC 系统 ,以保留时间进行定
4、性分析、以峰面积进行定量分析。用外标法测校正曲线。表 1 是几种水样的分析结果。芳烃车间排污水的样品和标样的色谱图见图 1、图 2。 1.6 标准储备液的配制 根据各物质的密度 ,用 2l 微量注射器抽取苯系物标准物 ,配成质量浓度为 1mg/L 的苯系物混合溶液作为苯 系物的储备液。该储备液应于冰箱中保存 ,一周内有效。 1.7 标准曲线的绘制 取标准储备液配成苯系物质量浓度分别为 10,20,40,60,80,100g/L 的标准系列溶液。取不同浓度的标准系列溶液 ,按 115 节样品分析方法进样 分析 ,并绘制出浓度 - 峰面积校正曲线。各组份的校正曲线见表 2。 2 结果与讨论 2.1
5、 水中含盐量的影响 根据文献 ,向水样中加入一定量的 NaCl 可以适当提高方法的灵敏度。在 10ml 水样中分别加入不同量的 NaCl,以邻二甲苯的峰高为例 ,NaCl 的加入量与峰高的关系见表 3。由表 3可见 ,选择 10ml 水样中加入 4 g NaCl 为宜。 2.2 气 /液体积比的影响 22ml 的顶空瓶 ,用同一水样在气 /液体积比分别为 3/1、 2/1、 1/1 的条件下测定 (考虑到加入盐后液面升高 ,分别取 5ml、 7ml、 10ml 水样 ),以邻二甲苯为例 ,其峰高与气 /液体积比的关系见表 4。表 4 表明 ,气 /液体积比减少即取水量增加 ,响应值增高。但考虑
6、到顶空进样针较长 ,为了避免针头插入液面之下 ,故选择气 /液体积比为 1/1,即取 10ml 水样。 2.3 平衡温度的影响 提高平衡温度可以使更多的苯系物从水相中进入气相 ,使蒸汽 分压增大 ,响应值增大 ,灵敏度提高 ,但太高的平衡温度会导致水蒸汽进入色谱系统。本方法选用 40 为平衡温度。 2.4 平衡时间的影响 初温为 4 的水样 ,在 40 时分别平衡 5,15,25,35,38,40,45,50min,然后以顶空进样器进样 ,以邻二甲苯为例 ,峰高与平衡时间的关系见图 3。图 3 表明 ,随平衡时间延长 ,响应值也增加 ,在 40min 达到气液两相平衡 ,响应值已不随时间变化
7、,为了提高工作效率 ,选择平衡时间40min。 2.5 污染物的干扰 干扰本法测定的物质主要是一些其它的挥发性有机物 ,可以通过程序升温及 调节柱头压使干扰物对测定物的影响减至最小。试验表明 ,用本方法测定苯系物无较大的干扰。 2.6 方法的精密度和回收率 在同一试验条件下对不同质量浓度的样品进行重复测定 ,精密度试验结果见表 5。在同一试验条件下往不同质量浓度的样品中加入 20g/L 的标样 ,进行重复测定 ,回收率试验结果见表 5。表 5 表明 ,方法的重复性和回收率都较好。 3 结论 本方法用顶空进样技术分析水中的苯系物 ,包括苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯 ,提出了顶空进样器的最佳分析条件。方法的回收率为 91% 98%、相对标准偏差为014% 312%、最小检测限为 0105 210g/L 。由于方法采用了顶空进样器 ,使分析准确、方便、重复性高 ,且实现了样品分析半自动化。 更多分析仪器详情请联系 北京华盛谱信仪器有限责任公司
