GC—MS法同時測定水中60種揮發性有機物

葉燕玲

摘 要：GC-MS法同時測定水中60種揮發性有機物的方法。方法：采用GC-MS法富集水中的揮發性有機物，解吸后用色譜-質譜聯用法測定，選擇特征離子定量。結果：能簡便、快速、有效地分離檢測水中的60種揮發性有機物。方法的相關系數大于0.9978，響應因子的相對標準偏差小于4.28%，樣品加標回收率樣品在88.7%～112.4%。結論：本法干擾小、分離度好、靈敏度高、結果準確、操作簡便，對多種水樣適應性好，適合水中60種揮發性有機物的同時檢測分析。

關鍵詞：GC-MS法；水；揮發性有機物

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A

我們知道，在水里面，有機污染物的含量本身會比較高，特別是揮發性的有機物，又占據了其中的大多數，而且其成分也比較復雜，一般來說包含了這些內容：烴類、氧烴類、含鹵烴類、氮烴及硫烴類、低沸點的多環芳烴類等物質，但是他們都有一個前提，那就是沸點要求在50℃～280℃，而且室溫狀態下呈飽和狀態，并且他們的蒸汽壓都在133.322Pa以上。我們知道，一旦水里面VOCS的含量超過了一定程度，那么就必然對人體造成健康危害，所以一直以來世界衛生組織和各個國家，乃至我國所采用的水質標準內容里面，對這項內容都提出了相應的限定要求。本文在這個基礎上，就氣象色譜與質譜聯合測定的形式進行了GC-MS方法的設定，并且以此進行水里面VOCS的測定，最終得出我們所需要的結果。

1 材料和方法

1.1 在儀器方面，我們選擇的是Tekmar Atomx型GC-MS法儀，Atomx Teklink聯機軟件，5.0mL吹掃管，并且采用自動的形式進行進樣。Finnigan Trace GC Polaris Q型氣相色譜-質譜聯用儀，Xcalibur1.4色譜工作站，DB-604MS毛細管柱30m×0.32mm×0.25m。

1.2 在試劑方面，我們采用的標準物質是EPA524.2方法系列的，其中包含了M-502A-R-10X、M-502B-10X等各種不同的類別，一共有六十多種的VOCS物質，而且在這里面所有化合物在濃度方面都必須滿足每毫升2000g的含量；而在內標物質里面，我們采用的是CLP-004-100X：氟苯，其濃度要求每毫升在2500g左右，還有每毫升2000g的M-604-SS-11-10X：1，2-二氯苯-d4。并且進行質譜標記的時候，我們利用的是4-溴氟苯，但是這里所有的物質都不能出現VOCS純水。

1.3 測試條件

1.3.1 使用GC-MS方法的時候必須要滿足這些條件：首先，利用接近100%的高濃度氮氣以每分鐘40mL的速度進行吹掃氣，時間持續11分鐘，然后在兩分鐘時間里以250度為目標進行解吸。解吸流速：300mL/min；解吸后捕集阱在280℃烘焙2min。

1.3.2 質譜條件離子源：EI源，采用的是70EV左右的電子能量，同時離子源的溫度必須要滿足220℃以上，并且此類方法采用的傳輸線溫度也要在250℃以上方可。在這種條件下，我們利用的是35～300范圍的全掃描模式進行掃描，并且掃描三次。

1.4 水樣的采集及處理

在采樣之前，我們采用的是50mL容量的棕色VOCS專用瓶進行，并且瓶蓋必須要帶有聚四氟乙烯。在進行采用的時候，我們先多次用水樣對采樣瓶進行沖洗，使其瓶里充滿水樣，并且不能有任何的氣泡出現，然后蓋緊瓶蓋。而那些沒有余氯含量的樣品以及現場空白樣品，我們對其加入一些物品，以每50mL為例加入鹽酸作為固定劑，每升4mol的鹽酸含量，從而避免水樣出現生物降解的情況。而對于那些含有氯含量的，則在其中加入抗壞血酸即可，并且在整個瓶子里面充滿水樣并開始慢慢溢流之后，以每升4mol的含量加入鹽酸，每20mL樣品都要有這些濃度的鹽酸，從而進行pH值的調節，然后再將瓶子密閉起來。在成功采集水樣后，要及時進行水樣的測定，就算不能馬上進行測定與分析，也要立即將其放置在冰箱里面冷藏保存。并且，現場的水樣在進入實驗室之前應當先用冰塊對其進行降溫處理，以4℃的溫度進行冷藏，直到分析處理為止。而且樣品的存放地方不能存在有機物對其進行干擾和影響。在樣品采集之后，我們必須要在兩周之內實現測定操作，不然的話只能重新進行樣品的采集。

2 結果與討論

2.1 色譜分離情況

60種揮發性有機化合物的標準色譜圖如圖1所示。

2.2 GC-MS法條件的優化

2.2.1 吹掃流速的選擇

吹出的效率與吹掃流速有關，流速越大則效率也就越高，但是流速也不能太大，不然容易吹落那些已經捕集好的吸附劑或者分析組份內容，從而對捕集效率與效果產生不良影響。而且流速的選擇也與其他因素有關，比如樣品里面所包含的待測物品所含有的濃度、自身的揮發性以及與樣品基質存在的作用，在捕集管中的吸附作用大小等內容有著直接或者間接的關系。對此，我們分別是每分鐘30mL～50mL的流速進行了測定，我們發現在每分鐘40mL之后流速明顯加快，而且回收率開始出現很明顯的下降，這也表明了如果吹掃流速太大的話會對樣品的捕集產生影響，從而出現了樣品組分的缺失情況。故我們采用40mL/min的視被測樣品的吹掃流速，這樣使被測水樣在微孔板上產生均勻氣泡，又可保證吹掃和捕集的效率。

2.2.2 吹掃時間及溫度的選擇

同時，吹掃的時間也有影響，如果時間太長，那么我們進行分析的時候其重現性以及靈敏程度相對就會高很多。但是，由于要對分析測定的時間以及效率進行考慮，我們在充分實現分析要求的前提之下，對于吹掃的時間要有一定的選擇性，一般來說盡可能短為最好。對此，我們以7、9、11、13、15分鐘為不同的吹掃時間測定，發現大多數VOCs經7min吹掃，吹脫率已在9O%以上，但對于沸點較高的VOCs，故我們選擇吹掃時間為1lmin。

2.3 色譜條件的優化

2.3.1 在進行優化處理之前，我們對實驗里面的色譜柱、載氣流量等進行了相關的處理操作，并且從所有的結果里面進行選擇，將最好結果作為條件進行我們的色譜分離操作。并且在當前的前提下，我們進行了水樣的分析檢測，主要針對的是混合的標準水樣的內容，對其進行VOCS含量的分析檢測。經過我們的檢測，所有的組份顯示出來的分離效果都比較良好，而且所有組份的分離程度都超過了0.92，呈堆成的峰形，并且拖尾的因子T內容在0.93～1.05的范圍內，實現了比較充分的分離效果。在這里我們發現，如果在峰值重合的地方出現了樣品的峰值，那么我們必須要先以質譜圖和標準譜庫進行對照處理，然后針對相似的內容對這個物質進行定性，最后再對其進行定量操作，主要利用的是標準曲線。通過此方法可實現一次進樣，即能同時定性定量分析60種VOCs。

2.3.2 在進行選擇好的分流模式使用的時候，我們通過這些分流的操作，可以對所測算的物質的對稱、分離后的色譜峰數值進行獲取，并且在整體上面的響應度也比較高。如果沒有進行分流模式的使用時候，那么我們所看到的目標峰值就會出現變形情況，比如拉寬或者拖尾的現象，而且響應值方面也不如人意，會比較低。

結語

GC-MS法/氣相色譜-質譜聯用法可用于同時測定水中的60種VOCs。本方法無需樣品前處理，具有操作簡單、方便快捷等優點，由于質譜儀的強定性能力，可較容易地排除相鄰組份及其他雜質的干擾，加上氣相色譜的強分離能力，能在短時間內獲得滿意的分離度和定性定量結果。該方法靈敏度高、操作簡便，可滿足多種水樣中60種VOCs的同時檢測分析。

參考文獻

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