氣相色譜法測定土壤中揮發(fā)性芳烴有機物的研究

摘 要 本文用頂空氣相色譜法測定了土壤中揮發(fā)性有機化合物的含量。方法的檢出限可達0.74μg/kg，回收率可達90.1%.檢測效果較好。

【關(guān)鍵詞】揮發(fā)性芳烴；頂空氣相色譜；檢測

汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣以及光化學(xué)污染、天然氣等燃料燃燒的產(chǎn)物、家具裝修的氣味、還有人體本身的排放等等都是揮發(fā)性芳烴有機物（VOCs）的主要來源。這些污染物的自身特性使其經(jīng)過自然環(huán)境的活動后，匯集在土壤、水體和大氣等初始的環(huán)境介質(zhì)中，并在引力的作用下最終沉積在土壤內(nèi)，最終經(jīng)過食物鏈進入人體，影響人類健康。本文利用氣相色譜法對土壤中VOCs的檢測做了探討和研究，取得較好的效果。

1 實驗部分

1.1 方法原理

土壤為固體且其中的揮發(fā)性芳烴有機物的濃度較低易揮發(fā)，無法直接進行分析，所以決定采用頂空氣相色譜法進行實驗。頂空法的原理是通過使其中的揮發(fā)性物質(zhì)受到外力進行揮發(fā)而產(chǎn)生出一定的蒸汽壓，在一定的條件下達到氣液平衡時，取其中的氣相成分進行色譜分析。保留時間定性，峰高或峰面積定量。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜儀，石英毛細管柱，空壓機，頂空制備儀，微量注射器

1.3 試劑和材料

甲醇（HPLC級），氯化鈉（優(yōu)級純），磷酸（優(yōu)級純），基體改性劑（磷酸、水、氯化鈉），標(biāo)準(zhǔn)溶液（EPA8020/8240，濃度為100μg/ml）

1.4 實驗的前提必要條件

頂空制備儀：使平衡溫度在85℃保持50min；保證取針樣溫度為100℃；確認傳輸線溫度為110℃；最后壓力化平衡1min。

氣相色譜柱：35攝氏（6min）·五攝氏度（1min）·20攝氏度（1min）·200攝氏度（5min）。進樣口溫度為220攝氏度。檢測器溫度為240攝氏度。進樣口壓力為5psi；進樣方式為分流進樣；分流比為5：1。

1.5 樣品的采集與保存

將已知皮重的22毫升頂空瓶加入10毫升的基質(zhì)修正液（基質(zhì)修正液的重量由現(xiàn)場空白得出），將固體樣品克置于瓶中并密封，將其放在準(zhǔn)備好的冷藏箱內(nèi)帶回實驗室以備分析。

1.6 樣品中水分含量的測定

將帶蓋的稱量瓶每次在105攝氏度烘箱中烘30分鐘，冷卻之后稱重，直至恒重（兩次稱量相差不超過0.0005克），用ma表示。稱取適量樣品于上述稱量瓶中稱得重量為mb，放入105攝氏度烘箱中烘2小時，冷卻后稱重，直至恒重，以mc表示。土壤中水分百分含量ρ計算公式如下：

ρ=（mb-mc）/（mb-ma）*100%

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)

分別移取1000μg/ml的揮發(fā)性芳香烴標(biāo)準(zhǔn)溶液25.0、50.0、100、250、500微升于5毫升已裝有少量甲醇的容量瓶中，甲醇定容，得到標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為5.00、10.0、50.0、100μg/ml，冷凍保存。向五只22毫升頂空瓶中依次加入2.0克樣品、10毫升基體改性劑和10.0微升上訴標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制濃度分別為5.00、10.0、20.0、50.0、100μg/L準(zhǔn)系列濃度。按照上述儀器作參考條件，由低濃度到高濃度依次進樣分析，以峰面積或峰高為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。12種揮發(fā)性芳香烴的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖見圖1。

2.2 目標(biāo)化合物的定性與定量

方法對于每個目標(biāo)化合物的定性鑒別基于保留時間。配置六個2.00μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，計算保留時間的標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。計算結(jié)果見表1。

用初始校準(zhǔn)曲線的平均響應(yīng)因子（RF）來定量目標(biāo)化合物，計算公式如下：

C=AX/[m（1-ρ）*RF]

其中：AX-目標(biāo)化合物的響應(yīng)值（峰面積）； m-樣品質(zhì)量（g）；

RF-校準(zhǔn)曲線的平均響應(yīng)因子，峰面積/ng；ρ-樣品中水分百分比含量（%）。

2.3 檢出限

連續(xù)七個接近于檢出限的實驗室空白加標(biāo)樣品，計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差。

MDL=St（n-1，0.99）（分析七個樣品時，t（6，0.99）=3.143）

其中：t（n-1，0.99）為置信度為99%、自由度n-1的t值。n為重復(fù)分析的樣品數(shù)。

按方法選擇樣品加標(biāo)濃度為0.5μg/L（相當(dāng)于土壤樣品濃度2.5μg/kg），檢出限測定結(jié)果見表2。

由表2可以看出，十一種揮發(fā)性芳烴的檢出限除了甲苯、間二甲苯、1，4-二氯苯和1，2-二氯苯四種化合物大于1.00μg/kg以外，其余7種化合物均小于1.00μg/kg。

2.4 精密度和準(zhǔn)確度

分別配置2.00、50.0、200μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液各六份，按方法操作步驟進行測定，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差、均值和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果見表3。

表3表明當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度在200μg/L時，精密度均小于2.00%；標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在50.0μg/L時，精密度均在1.00%-3.00%之間；而標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在2.00μg/L的時候，精密度在10.0%左右。

2.5 樣品加標(biāo)精密度和準(zhǔn)確度

以花園土為實際樣品，配置2.00μg/L（相當(dāng)于樣品濃度10μg/kg）按方法操作步驟進行測定，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差（S，μg/kg）均值（μg/kg）、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，%）和回收率（%），結(jié)果見表4。

由表4可知，樣品加標(biāo)精密度均小于10%，花園土的樣品加標(biāo)回收率只有苯和甲苯的回收率在90%以上，其他化合物在50%-75%之間。

3 結(jié)論

采取頂空氣相色譜分析法處理土壤樣品，分析土壤中揮發(fā)性芳烴，對大多數(shù)揮發(fā)性有機化合物的回收率、檢出限等得到了可以接受的結(jié)果， 可以方便的檢測土壤中揮發(fā)性有機化合物。

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作者單位

江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)院 江蘇省南京市 210007