吹掃捕集-氣質聯用測定水中23種揮發(fā)性有機物

母翔宇（四川省城市供水排水水質監(jiān)測網南充監(jiān)測站，四川 南充 637000）

吹掃捕集-氣質聯用測定水中23種揮發(fā)性有機物

母翔宇（四川省城市供水排水水質監(jiān)測網南充監(jiān)測站，四川 南充 637000）

以吹掃捕集為樣品前處理工具，用氣質聯用儀探究水中揮發(fā)性有機物的檢測，建立一套完善的實驗分析方法。

吹掃捕集 氣質聯用揮發(fā)性有機物

揮發(fā)性有機物在環(huán)境中廣泛存在，而且種類極多，具有較高的揮發(fā)性，能夠吸入并被皮膚粘膜等吸收。目前，我國許多城市的生活飲用水中已經檢測揮發(fā)性有機物的存在。水中痕量的揮發(fā)性有機物能夠通過反復接觸與吸食的方式，在人體內富集，導致畸形、突變、腫瘤等[1]。水中揮發(fā)性有機物含量極低，難以直接進行測試，需要復雜的前處理，這些因素均限制了相關技術的發(fā)展。檢測揮發(fā)性有機物的主流技術有頂空、吹掃捕集、固相微萃取等[2,3,4]。我國針對水中揮發(fā)性有機物的檢測有GB/T5750-2006、HJ639-2012、HJ686-2014等國標。這些標準各有利弊，但是在行業(yè)中比較認同的檢測揮發(fā)性有機物的方法為吹掃捕集-氣質譜聯用。吹掃捕集-氣質譜聯用能夠快速富集多種痕量揮發(fā)性有機物，同時完成定性與定量。

1 試驗

1.1 主要儀器與試劑

1.1.1 儀器

Tekmar PT 9800吹掃捕集;Agilent 5975C質譜儀；Agilent

7890A氣相色譜儀；milli-Q純水儀。

1.1.2 試劑

超純水；優(yōu)級純鹽酸（1+1）；抗壞血酸（優(yōu)級純）；色譜純甲醇；99.999%高純氮氣；99.999%高純氦氣；25種VOCs混標（濃度均為100μg/mL，環(huán)氧氯丙烷濃度為500μg/mL）的有證標物。

1.1.3 儀器條件

（1）吹掃捕集條件

用40mL棕色玻璃瓶取滿樣品，在吹掃捕集上以30℃吹掃10min，載氣為高純氮氣（99.999%），流速為40mL/min，解析溫度為200℃，解吸時間為2min，烘烤溫度為280℃，烘烤時間為5min。

（2）色譜條件

色譜柱：DB624（60mX0.25mmX1.4μm）

進樣口溫度：220℃；進樣量：1μL；分流比：30:1；柱溫箱：程序升溫，45℃（保持3min）→8℃/min→90℃（保持4min）→6℃/ min→200℃（保持5min）。

（3）質譜條件

離子源：EI源；掃描范圍（m/z）:45—350；掃描方式：全掃描模式(SCA N)和選擇離子模式(SIM)同時進行測定；接口溫度：

220℃；四級桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；溶劑延遲：

5.00 min；離子源電壓：以自動調諧電壓為準。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準液的配置

用色譜純甲醇將標準溶液配制成標準中間液，再將一定量的標準中間液置于超純水中，配制成不同濃度的標準液，然后立即抽取40mL的標準溶液注入吹掃捕集瓶中進行分析。

1.2.2 樣品采集和保存

樣品采集：樣品用40mL棕色玻璃瓶采集，加入4滴4moL/L的鹽酸作為固定劑；對于含有余氯的樣品加入25mg的抗壞血酸，再加入1滴4moL/L的鹽酸調節(jié)PH＜2，然后用聚四氟乙烯的蓋子密封。

樣品保存：樣品保存取決于被測組分和樣品基體，采樣后必須將樣品冷卻至4℃，并維持此溫度直至分析。現場樣品在到達實驗室前必須用冰塊降溫以保持4℃。樣品存放區(qū)須無有機物干擾。

2 結果與討論

2.1 吹掃捕集條件優(yōu)化

2.1.1 樣品溫度的影響

在吹掃時間和吹掃流速一定的條件下，以儀器最佳工作環(huán)境溫度為基礎，樣品溫度分別為20℃、25℃、30℃、35℃進行試驗。實驗發(fā)現樣品溫度越高，儀器就位時間越長，因此，本實驗選擇30℃為樣品吹掃溫度。

2.1.2 吹掃時間的影響

在吹掃溫度和吹掃流速一定的條件下，分別改變吹掃時間為4min、6min、8min、10min、12min進行試驗。實驗發(fā)現吹掃時間越長，23種揮發(fā)性有機物的峰面積越大，在10min處峰面積最大，12min時略有下降趨勢（如圖1）。綜合考慮實驗效率與回收率等因素，吹掃時間為10min較合理。

圖1 吹掃時間對峰面積的影響

2.1.3 吹掃流速的影響

在吹掃溫度和吹掃時間一定的條件下，分別改變吹掃流速為20mL/min、3OmL/min、40mL/min、5OmL/min和60mL/min進行試驗。實驗發(fā)現，在一定吹掃流速范圍內,23種揮發(fā)性有機物的吹掃流速與峰面積呈正相關，但在40mL/min后趨勢平緩，面積達到峰值（如圖2）。據相關文獻顯示，吹掃流速主要影響實驗回收率與實驗時間。因此，本文將吹掃流速選為40mL/min。

圖2 吹掃流速對響應值的影響

表1 檢測方法結果表

2.1.4 其他條件的影響

文獻顯示與實驗發(fā)現解析時間、解析溫度、烘烤溫度、烘烤時間對于揮發(fā)性有機物峰面積的影響，均不太顯著。在本實驗中，以樣品吹掃溫度為30℃、吹掃時間為10min、吹掃流速為40mL/min為實驗條件對于解析時間、解析溫度、烘烤溫度、烘烤時間進行研究，結果與文獻一致。因此，對于解析時間、解析溫度、烘烤溫度、烘烤時間的選擇，均采用Tekmar PT 9800吹掃捕集默認設置，即解析時間為2min、解析溫度為200℃、烘烤溫度為280℃、烘烤時間5min。

2.2 氣質聯用條件優(yōu)化

氣質聯用相較于傳統的氣相色譜，在目標物定性方面有著顯著的優(yōu)勢，即可以通過選擇離子查找的方式找到目標物，同時，在目標物定量方面可以選擇特征離子進行定量。因此，實驗對于目標物出峰位置沒有過多的要求。

2.3 檢測方法評價

本實驗以低濃度合成樣品測定7次計算檢出限，結果為

0.18 μg/L-0.58 μg/L。加標回收率的數據使用濃度為20.0μg/L（其中環(huán)氧氯丙烷的濃度為100.0μg/L）的合成樣品，平行測定7次進行計算，相對標準偏差為1.80%-9.17%，加標回收率為80%-120%，符合相關質控要求。詳細參數，見表1。

3 結語

本方法中所有目標分析物實驗標準曲線的線性良好，檢出限、加標回收率、準確度、精密度等指標符合相關質控指標。相較于傳統氣相色譜法，吹掃捕集與氣質聯用能夠在樣品富集和濃縮的方面有著巨大的優(yōu)勢，而且重現性高，檢出限低。同時，該方法在實驗室安全方面也有較大優(yōu)勢，能夠避免實驗人員長時間接觸這些揮發(fā)性有機物。

[1]劉祖發(fā),劉嘉儀,張俊鵬等.廣州市飲用水中揮發(fā)性有機物的研究[J].生態(tài)環(huán)境學報.2014,23(1):113.

[2]王永華,徐福留.頂空氣相色譜法測定水中揮發(fā)性有機污染物[J].湖泊科學.2010,22(6):910-915.

[3]李麗君,郝原芳,祝彬等.吹掃捕集-氣質聯用方法測定水中25種揮發(fā)性有機物[J].環(huán)境化學,2011,30(3):737-738.

[4]賴永忠.固相微萃取法同時分析源水中54種揮發(fā)性有機物[J].中國給水排水,2012,28(8):94-98.

母翔宇（1987-），男，四川南充人，四川省城市供水排水水質監(jiān)測網南充監(jiān)測站，助理工程師，大學本科學歷，研究方向：氣質聯用及氣相色譜。