| 标题 | 吹扫捕集气相色谱—质谱法测定饮用水中挥发性有机物的分析 |
| 范文 | 摘要：为分析饮用水挥发性有机物检测中吹扫捕集气相色谱-质谱法的应用效果，本文采集饮用水样品后，即采用此种方法检测其中的28种常见挥发性有机物，结果显示此种方法具有较高的灵敏度及良好的回收率，可将饮用水中挥发性有机物快速的、准确的检测出来。 关键词：吹扫捕集；气相色谱-质谱法；饮用水；挥发性有机物；检测 中图分类号：X132 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0154-01 DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.086 Determination of volatile organic compounds in drinking water by purge and trap gas chromatography - mass spectrometry Li Yue （Baotou Environmental Monitoring Station， Baotou Inner Mongolia 014060， China） Abstract： In order to analyze the application effects of purge and trap gas chromatography-mass spectrometry in the detection of volatile organic compounds in drinking water， 28 kinds of common volatile organic compounds were detected by this method after drinking water samples were collected. The method has high sensitivity and good recovery rate， which can quickly and accurately detect the volatile organic compounds in drinking water. Key words： Purge and trap； Gas chromatography-mass spectrometry； Drinking water； Volatile organic compounds； Detection 近年來，社会关注饮用水有机物污染危害的程度不断提高，迄今为止，已有超过2000种有机污染物在饮用水中发现，其中，大多数为挥发性有机物。常温下，挥发性有机物存在形式可以为蒸汽形式，其具有较为稳定的化学性质，分解难度大，且能够渗入含水层，易污染地表水及地下水。日常生活中，使用有机溶剂、机动车排放尾气等均会产生挥发性有机物，而挥发性有机物经相应的途径进入饮用水中后，将会危害人体健康，导致人们出现恶心呕吐、头痛等症状，严重时，肝肾、神经系统等会受到损伤。因此，为保证人们饮水安全，必须要能快速的、准确的检测出饮用水中的挥发性有机物。 1 材料与方法 1.1 仪器及条件 仪器：气相色谱-质谱仪采用ThermoFinnigan公司生产的TraceGC-TraceMSplus，以DB-624石英毛细管柱作色谱柱，吹扫捕集装置采用Tekmar公司生产的tekmar3100，吹扫管5.0mL。 条件：（1）色谱条件：①色谱柱：30m×0.25mm×1.4μm；②柱温：以35℃作为起始温度，5min后提高温度，速度为每分钟6℃，达到160℃后保持，6min后再次升温，速度为每分钟20℃，达到210℃后停止，保持2min；③载气：恒流载入氦气，速度1.0mL/min。（2）质谱条件：①离子化方式：EI，70eV；②扫描范围：从45amu开始，直到265amu；③温度：离子源及传输线分别为200℃、250℃。（3）吹扫捕集条件：吹扫气采用99.999%纯度的氦气，每分钟吹扫流速40mn，共进行11min吹扫，225℃下开展4min解析。 1.2 主要试剂 标准物质使用AccuStandard公司生产的EPA524.2方法系列。 1.3 配制标准样品 稀释挥发性有机物标准溶液M-502A-R-10X、M-502B-R-10X，稀释液为甲醛，10倍稀释，使标准储备液浓度为200μg/mL，于安瓿瓶中装好，封口，放置在冰箱冷藏层中，备用。测定时，取出标准储备液，待恢复到室温后，甲醛稀释，混合，完成标准工作液的配制，浓度10.0μg/mL。向5.0mL纯水（不含有机物）中分别加入不同量的标准工作液，再将20μg/mL浓度的内标加入其中，注入吹扫管，开展测定工作。 2 结果与分析 2.1 定性及定量测定 本研究测定的挥发性有机物标准物质为28种，标准工作液配制完成后，利用吹扫捕集自动进样器，向吹扫管中吸入25mL标准工作液，之后进行吹扫捕集、色谱柱分离、质谱全扫描，采集扫描数据，将其保留时间及色谱图获得。随后，检索每个色谱峰质谱图的谱库，对其做出定性，并进行化合物表的建立，据此建立选择离子检测方法。测定方法建立后，分别进行定性测定、定量测定。定性测定中，测定水样后，若色谱峰保留时间一致于标准样品，且选择的离子全部出现在离子峰质谱图中，同时，定量离子与定性离子丰度比与标准的差值在20%之内，判断有机化合物存在于样品中；定量测定中，测定之后，纵坐标选择为峰面积、横坐标选择为浓度，完成标准曲线的绘制，根据谱图，直接获得检测结果，如果样品浓度在线性范围之外，稀释相应进行，并将稀释倍数乘以结果[1]。 2.2 标准曲线线性范围与检出限 稀释28种标准储备液时，利用纯水进行，通过不同量纯水的加入，配制成不同的标准工作液，分别为0.0μg/mL、0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL，峰面积检测采用选择离子方法，检测后将标准曲线绘制出。结果显示，28种挥发性有机物的相关系数处于0.997～0.999之间、线性范围处于0.1～10μg/mL之间。确定检出限时，利用3倍噪声检测各化合物，之后找出与其相对应的浓度值，而定量限确定过程中采用10倍噪声[2]。结果显示，28种挥发性有机物检出限处于0.005～0.150μg/l之间，而定量限处于0.02～0.50μg/l之间。 2.3 方法的精密度及回收率 选择标准溶液浓度为0.5μg/mL、2.0μg/mL、5.0μg/mL的，进行平行测定，共6次，取平均作为精密度，结果显示，28种挥发性有机物的检测精密度处于2.73%～8.23%之间。计算回收率时，同样选择上述三种浓度的标准溶液，经加标回收后，28种挥发性有机物的回收率处于90.7%～108.4%。 2.4 样品保存条件的选择 ①因目标化合物具有较强的挥发性，应尽快的进行样品检测工作；②使用样品瓶之前，洗净、烘干处理必须要进行，以使污染减少，保证检测结果的准确性；③配制标准曲线时，所处环境要低温或恒温、密闭，且保证目标化合物并不存在干扰，样品安瓿瓶中充满溶液，避免气泡存在于瓶的顶端，放置挥发目标化合物；④样品瓶要采用挥发性有机物专用的，通常为棕色50mL瓶，瓶盖采用聚四氟乙烯材质的，采样时，样品瓶需先利用水样进行数次的冲洗，之后将水样装满样品瓶，要避免气泡的存在，样品若不含氯，保存时加入盐酸，如果含氯，除盐酸外，还需要将抗坏血酸加入；⑤样品储存条件要相同于检测条件[3]。 2.5 色谱与质谱条件的优化 检测时，为保证各组分离良好的进行，同时保证短时间内完成检测工作，色谱柱采用专用的，除本文设置的色谱条件外，进样口及接口的温度分别控制在150℃及250℃，完成测量后发现，28种挥发性有机物保留时间最短2.58min，最长16.48min。质谱条件下，检测出28种挥发性有机物的定量离子与定性离子，定量离子处于57～225m/z之间，定性离子处于49～260m/z之间。另外，对环氧氯丙烷限值低、检出限高的化合物，选择离子条件下，保留时间内，仅进行其特征离子的选择，也可将其检测灵敏度提高。 2.6 吹扫条件的选择 捕集肼以混合填料作为填料，其中混合了活性炭、Tenax和硅胶，可仅小量的吸附水，且具有良好的稳定性，在捕集、解吸水中微量多组分挥发性有机物中较为适合[4]。设置自动进样器的参数时，需设定的参数值包含两个，一个为PressurizeTime，一个为SampleTransferTime，设置过程中，其参数值与进样量之间并不呈正比，且参数值越大情况下，空气越会进入定量环，余压可吹走其中的样品，影响进样量的准确性。经试验可知，在0.5min固定上述2个参数值后，能够稳定的控制进样量，保持在25mL，促进检测精密度的明显提高。另外，解吸时间试验结果显示，最佳解吸时间为4min。 3 结论 为保障生活饮用水安全，我国颁布了106项指标检测规定，其中即包含挥发性有机物的检测，由此一来，急需建立一种可将挥发性有机物有效检测出来的检测方法。目前，我国检测生活饮用水时，采用GB/T5750-2006附录中的标准检验方法，此种方法可测定的挥发性有机物共84种，但在标准色谱图中，标识的峰号仅有60个，同时，色谱条件中，升温程序有40min左右的总时长，然而分析60个峰的全部时间至少要60min，影响分析工作的开展。另外，此种标准检验方法所能检测到的挥发性有机物中，1，3，5-三氯苯、一氯二溴甲烷并不包含其中，然而这2个组分包含在106项指标中，对此，本文建立了吹扫捕集气相色谱-质谱法，经检测后发现，挥发性有机物中常见的28种均能检测出来，且包含原有方法无法检测的2种，检测结果的灵敏度、精密度等均比较高，与饮用水检测要求相符合，可有效地監测饮用水的水质，保障人们饮水安全。 参考文献 [1]邓丰涛，吴先伟，罗志琴.吹扫捕集-气相色谱-离子阱串联质谱法测定饮用水中26种挥发性有机物[J].分析仪器，2014，（01）：28-32. [2]黄三发，李呐，苏炳元等.吹扫捕集-GC/MS/SIM法快速测定31种生活饮用水中挥发性有机物[J].中国卫生检验杂志，2014，24（15）：2132-2134. [3]周华，张蕴，金莞尔，等.吹扫捕集-气质联用技术测定饮用水中55种挥发性有机物[J].中国卫生检验杂志，2014，24（18）：2604-2608. [4]李琰，丁克颖，宁文吉.吹扫捕集-气质联用法同时测定生活饮用水中86种挥发性有机物[J].环境与职业医学，2017，34（04）：341-349. 收稿日期：2017-12-08 作者简介：李越（1987-），女，研究生，工程师，研究方向为环境监测。 |
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