吹掃捕集-氣相色譜法測定飲用水源水中乙醛、丙烯醛

魯玉立 崔萌 閻毅 丁玉蘭 陳冬梅

(河北省承德市環境監測中心站,河北承德 067000)

吹掃捕集-氣相色譜法測定飲用水源水中乙醛、丙烯醛

魯玉立 崔萌 閻毅 丁玉蘭 陳冬梅

(河北省承德市環境監測中心站,河北承德 067000)

實驗研究了吹掃捕集-氣相色譜法測定飲用水源水中乙醛、丙烯醛的方法,并對吹掃捕集測定條件進行了優化,研究了吹掃的時間和溫度對實驗效果的影響。實驗表明,在吹掃溫度為30℃,吹掃時間為15min時,可以得到比較滿意的實驗結果。乙醛的檢出限為0.0010mg/L,丙烯醛的檢出限為0.0007mg/L。

吹掃捕集 氣相色譜 乙醛 丙烯醛

乙醛(CH3CHO)為易揮發性液體，具有一定的毒性，低濃度時就能引起眼、鼻及上呼吸道刺激癥狀和支氣管炎，高濃度吸入有麻痹作用[1]。丙烯醛(CH2CHCHO)比飽和醛的毒性和刺激性大得多。在1ppm的低濃度時，就對呼吸道產生刺激。有特殊辛辣氣味，屬于高毒物質，吸入后對眼睛和呼吸道產生嚴重的刺激，并對肺和支氣管上皮細胞造成損害[2]。

隨著經濟的高速發展，水環境污染問題日趨嚴峻，地表水與人們生產、生活息息相關，其環境質量也倍受關注。乙醛和丙烯醛為地表水環境質量標準(GB 3838-2002)中表3前35項每月必測項目。在《生活飲用水標準檢驗方法消毒副產品指標》(GB 5750.10-2006)7.1中規定的乙醛的方法和《生活飲用水標準檢驗方法 有機物指標》(GB 5750.8-2006)16.1中規定的丙烯醛的方法均為填充柱方法，乙醛、丙烯醛是直接大體積進水樣分析，容易造成固定液流失，分離效果差，影響定性、定量結果。而且這些基本上是八、九十年代建立的方法，分析方法體系較落后，很難與新的儀器設備匹配，而且方法的重復性差，靈敏度低，其中乙醛方法檢出限0.24mg/L遠遠高于標準限值0.05mg/L，難滿足分析要求。有文獻使用頂空-氣相色譜法[3]對方法進行了改進。本文采用吹掃捕集-氣相色譜法測定水中乙醛、丙烯醛，方法簡便靈敏、無毒、檢出限低。適用于地表水及生活飲用水中乙醛、丙烯醛的測定。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

氣相色譜儀：GC-2010(日本島津)配FID檢測器；毛細管色譜柱：Rtx-1 60m×0.32mm×1.0μm；吹掃捕集儀：TEKMAR8900型，美國TEKMAR公司，帶5mL氣密進樣針，Tenax捕集管；

三氣一體機：HGT-500E，北京匯龍公司；

實驗氣體：高純氮氣；

所用玻璃儀器均超聲波清洗半小時烘干后，再以重鉻酸鉀洗液浸泡1h，分別用自來水、蒸餾水沖洗干凈，在烘箱中110℃烘干備用。

1.1.2 試劑

實驗用水：娃哈哈純凈水；

乙醛、丙烯醛標樣：約100mg/L，甲醇溶劑，S-17408C，美國AccuStandard Inc。

1.2 樣品分析

1.2.1 吹掃捕集條件

吹脫溫度：30℃；吹脫時間：15min；解析溫度：250℃；解析時間：2min；烘烤溫度：270℃；烘烤時間：2min；吹脫氣：高純氮氣。

1.2.2 色譜條件

進樣口溫度：150℃；柱溫：起始溫度35℃，保持8min，以20℃/min的速率升溫到100℃，不保持；柱流量：2.21mL/min；分流比：5：1；檢測器FID溫度：250℃；氫氣流量：40mL/min；空氣流量：400 mL/min；尾吹氣流量：30mL/min；載氣：高純氮氣。

1.3 測定方法

1.3.1 標準曲線的繪制

取6個50mL容量瓶，將乙醛丙烯醛的標樣配成六個濃度，乙醛和丙烯醛的濃度分別為0、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200mg/L。用氣密性注射器取出5mL樣品，注入到吹脫管中進行吹掃捕集進樣，然后氣相色譜儀分析。

1.3.2 樣品的測定

用具聚四氟乙烯襯墊的棕色螺口瓶采集樣品，裝滿后即處于密閉體系，盡快分析。用5mL氣密性注射器取水樣至吹掃捕集管中，進入氣相色譜分析。

2 結果與討論

2.1 定性分析

用標準物質單品定性分析，然后將待測樣品組分的保留時間和標準樣品組分的保留時間進行比較，完成定性分析。圖1為乙醛丙烯醛的GC-FID色譜圖。

2.2 定量分析及檢出限

本實驗采用標準溶液外標法繪制標準曲線，計算出水樣中乙醛、丙烯醛的含量。在本實驗的所選的濃度范圍0.010～0.200mg/L內線性關系良好。線性回歸方程相關系數乙醛r=0.9992，丙烯醛r=0.9993。乙醛的檢出限為0.0010mg/L，丙烯醛的檢出限為0.0007 mg/L。

2.3 吹掃捕集條件的優化

2.3.1 吹掃時間的優化

吹掃溫度選擇25℃，對于濃度為0.100mg/L的樣品吹掃時間分別為5min、10min、15min、20min、25min進行測試，發現吹掃時間越長檢測器的響應值越高，但是相應的分析周期也變長了。觀察到15min以上響應值提高的效率有所放緩，所以綜合時間和效率這兩個因素，選擇15min的吹掃時間。

2.3.2 吹掃溫度的優化

表1 樣品的相對標準偏差和加標回收率 mg/L

圖1 乙醛丙烯醛的GC-FID色譜圖

對濃度為0.100mg/L的樣品吹掃時間定為15min，而吹掃溫度分別控制在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃進行實驗。實驗表明：隨著溫度的升高，檢測器的響應值也隨之升高，溫度過高會帶來的水蒸氣過高，不利于樣品的富集，影響測定結果。綜合考慮，本實驗采用比室溫略高的30℃的溫度。

2.4 加標回收率及方法的精密度

在自來水水樣和地表水水樣中分別加入乙醛、丙烯醛標準溶液，每個濃度平行處理6份，分析結見表1，乙醛的加標回收率為90.2%～106%，相對標準偏差為5.4%～7.1%。丙烯醛的加標回收率為89.3%～104%，相對標準偏差為5.0%～6.6%。

3 結語

研究了吹掃捕集-氣相色譜法測定水中的乙醛和丙烯醛的分析方法，優化了吹掃捕集的時間和溫度。實驗表明：在吹掃溫度為30℃，吹掃時間為15min時可以得到比較滿意的實驗結果。本方法具有靈敏度高，檢出限低的優點，可以滿足環境監測的要求。

[1]石青.化學品毒性環境數據手冊[M].北京:中國環境科學出版社,1992:153－155．

[2]許雄飛,彭麗,王燕,等.吹掃捕集-氣相色譜法測定水中的乙醛丙烯醛[J].環境科學與技術,2011,34(1):121-123.

[3]於香湘,繆建軍,吳鵬,等.頂空氣相色譜法同時測定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈[J].環境科技,2011,24(1):76-77.

魯玉立(1983—),女,碩士研究生,工程師,主要從事環境監測與研究工作。