飲用水中揮發(fā)性有機(jī)物的頂空制備方法

李少梅

揮發(fā)性有機(jī)物包含很多種類，具有刺激性、揮發(fā)性與類脂物可溶性特點(diǎn)，較易被黏膜與皮膚吸收[1]。通過(guò)查閱相關(guān)的臨床資料顯示，目前已發(fā)現(xiàn)的自來(lái)水中約有765種有機(jī)物的殘留，其中500余種為消毒副產(chǎn)物，將會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生較大的毒副作用，甚至改變細(xì)胞DNA結(jié)構(gòu)[2]。為確保人們的健康安全，需要對(duì)飲用水中有機(jī)污染物進(jìn)行鑒定與分析[3]。隨著研究的不斷深入，目前臨床試驗(yàn)時(shí)中多采用上氣相色譜分析法進(jìn)行分析，能夠獲得良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本研究將探究水中揮發(fā)性有機(jī)物有效提取的頂空前處理?xiàng)l件，以便能夠獲得較為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

（1）儀器選擇。選用儀器GC-2010，Combi PAL SPME；毛細(xì)管色譜柱：DB-5，30 m×0.25 mm×0.5 μm；TP-3220型空氣源；GC-Solution色譜數(shù)據(jù)處理工作站；微量注射10 μL（Hamilton）與20 mL頂空瓶。

（2）樣品選擇。選用農(nóng)殘級(jí)甲醇與20種VOCs混合標(biāo)準(zhǔn)樣品，包括氯乙烯；1，1-二氯乙烯；二氯甲烷；反-1，2-二氯乙烯；1，1-二氯乙烷；氯仿；1，1，1-三氯乙烷；1，2-二氯乙烷；苯；四氯化碳；三氯乙烯；1，2-二氯丙烷；溴二氯甲烷；順-1，3-二氯丙烯；反-1，3-二氯丙烯；1，1，2-三氯乙烷；二溴氯甲烷；四氯乙烯；溴仿；1，1，2，2-四氯乙烷等。

1.2 方法

（1）上氣相色譜分析法。使用頂空瓶盛裝樣品，在氣液二相間達(dá)到熱力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)分析。在氣液二相間達(dá)到熱力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)下，依據(jù)氣體-液體兩相揮發(fā)性組分質(zhì)量比恒定原理，對(duì)一定量的平衡氣體進(jìn)行抽取，之后使用上氣相色譜分析法進(jìn)行分析。采取液上空間方式對(duì)樣品進(jìn)行制備。

（2）試驗(yàn)條件。①色譜條件。毛細(xì)管色譜柱：DB-5，30 m×0.25 mm×0.5 μm；進(jìn)樣口溫度設(shè)定為260℃；檢測(cè)器溫度設(shè)置為260℃。按照程序進(jìn)行升溫，將柱溫升至40℃并維持約4 min；之后以5℃/min的速度將柱溫升至100℃并維持約10 min；以20℃/min的速度將柱溫升至260℃并維持約5 min。將氫氣的流速設(shè)定為40 mL/min，將空氣的流速設(shè)定為400 mL/min，將尾吹氣的流速設(shè)定為20 mL/min，使用分流進(jìn)樣法，分流比設(shè)定為5：1，確保氫氣與氮?dú)饩哂懈呒兌取＂陧斂諚l件。頂空平衡溫度維持于80℃，傳輸線溫度維持于115℃，進(jìn)樣針溫度維持于150℃，頂空瓶恒溫時(shí)間設(shè)定為30 min，進(jìn)樣時(shí)間設(shè)定為6 s，撥針時(shí)間設(shè)定為24 s，載氣壓力控制于15 Pa，壓力化平衡時(shí)間設(shè)定為1 min，氣循環(huán)時(shí)間設(shè)定為15 min，使用高純氦氣對(duì)頂空針進(jìn)行推動(dòng)與清洗，時(shí)間維持于5 min，進(jìn)樣量設(shè)定為1 000 μL。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）上氣相色譜分析法的準(zhǔn)確度與精密度。

（2）實(shí)際樣品的測(cè)定結(jié)果。

2 結(jié)果

2.1 上氣相色譜分析法的準(zhǔn)確度與精密度

表 1 上氣相色譜分析法的準(zhǔn)確度與精密度

通過(guò)重復(fù)的測(cè)定與計(jì)算，上氣相色譜分析法具有較高的準(zhǔn)確度與精密度，對(duì)水中揮發(fā)性有機(jī)物的濃度能夠較為精準(zhǔn)的測(cè)量，具體見(jiàn)表1。

2.2 實(shí)際樣品的測(cè)定結(jié)果

通過(guò)對(duì)對(duì)樣品的濃度與實(shí)際回收率進(jìn)行計(jì)算后可知，實(shí)際樣品的濃度與回收率與通過(guò)上氣相色譜分析法計(jì)算所得結(jié)果十分相近，與質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求具有較大的符合性，見(jiàn)表2。

表2 實(shí)際樣品的測(cè)定結(jié)果

3 討論

在選擇頂空熱平衡溫度時(shí)，樣品平衡溫度與蒸氣壓、分配系數(shù)具有密切關(guān)聯(lián)[4]。在一般情況下，隨著樣品平衡溫度的不斷升高，其蒸氣壓也將隨之提升，頂空氣體的濃度也將隨之提升，因而能夠使上氣相色譜分析法獲得較高的靈敏度[5]。然而隨著樣品平衡溫度的不斷升高，氣相內(nèi)水分含量也將不斷增加[6]，因而在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，色譜柱將會(huì)受到較為嚴(yán)重的不良影響，從而縮短色譜柱壽命[7]。因此為避免上述不良情況的產(chǎn)生，則需要嚴(yán)格控制好樣品的平衡溫度，通過(guò)查閱相關(guān)學(xué)者的研究資料表明[8]，當(dāng)樣品的平衡溫度控制在80℃時(shí)，則將獲得較為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果[9-11]。

除上述因素外，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，還需要加強(qiáng)對(duì)頂空平衡時(shí)間、進(jìn)樣時(shí)間、氣液比例、頂空密封墊的選擇、頂空瓶壓力、進(jìn)樣口溫度等[12]方面進(jìn)行確定，如此才能夠確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。