頂空固相微萃取GC-MS聯用測定地下水中苯，氯苯類化學物質的探討

陳逸 董立先

【摘 要】文章主要探討了頂空固相微萃取GC-MS聯用測定地下水中苯，氯苯類化學物質，包括實驗儀器、過程和藥劑、標準液分離和進樣方法選擇、萃取條件實驗、實驗方法檢出限、精密度和回收率，希望能給相關人士提供有效參考。

【關鍵詞】固相微萃取;GC-MS;地下水;苯類物質

引言：

固相微萃取早在八十年代便被提出，是一種從含水基質內萃取有機微污染物的措施和方法，該方法即在頂空和樣品中涂敷不揮發的聚合物層熔融石英纖維。固相微萃取于樣品富集方面具有較高的效用，同時靈敏度較為突出。在應用固相微萃取技術過程中，主要利用電磁攪拌方法實現短期內的快速平衡。

一、實驗儀器、過程和藥劑

相關儀器設備主要包括溫控磁力攪拌器、萃取手柄和萃取頭、SPME裝置、毛細管色譜柱、質譜儀以及氣相色譜等。色譜、質譜條件方面，柱溫維持在40度，恒定2分鐘，通過每分鐘10度的標準提升至80度，隨后按照每分鐘30度的標準提高到180度，相關載氣流速為每秒1.2毫升，對應分流比是5：1。藥劑方面，標準樣品主要包括苯、氯苯、1，2-二氯苯都是按照每升1000毫克溶于甲醇，4-溴氟苯、1，2-二氯苯d4都是按照每升2000毫克溶于甲醇。具體實驗過程如下，在容量為20毫升的頂空瓶內放入4毫升樣品，添加替代物以及10內標溶液，通過專業封蓋器實施封蓋處理，隨后放到溫度為60度的水浴中實施加熱處理，插入萃取頭，對應攪拌速度是每分鐘800轉，攪拌15分鐘，將針頭取出，于氣相色譜進樣口在180度狀態下實施2分鐘脫附處理，并直接進樣實施GC-MS分離分析[1]。

二、標準液分離和進樣方法選擇

分離效果方面，提取混合標準溶液應用液，通過涂敷有65PDMS/DVB的的固相微萃取頭實施15分鐘萃取后，可以直接于氣相色譜儀進樣口位置實施進樣處理。在此次試驗中所選擇的毛細管柱和上述色譜下，五種物質擁有良好的分離效果，具體如下圖所示，而作為內標溶液的1，2-二氯苯d4以及二氯苯譜圖重疊，但不會對其中定量產生任何影響，整個分離時間共計9.33分鐘，分離效果如下圖。

進樣方式選擇方面，此次實驗開始選擇不分流進樣方法，應用該種方法能夠合理利用具體程序準確設計進樣量以及進樣時間，但對應物質色譜峰是饅頭峰，響應值較低，苯基本沒有完善的峰，氯苯對應峰形相對較好，而改變升溫程序相關問題依然無法得到有效解決。進而改成分流進樣，對應選取分流比是2：1，色譜峰對應出峰和不分流進樣相比縮減0.2分鐘，苯的峰形相對完整，逐漸擴大分流比色譜峰也越加尖銳，但整體響應值為5：1的條件下最大，對應分流比是10：1的響應值比分流比是5：1的響應值低于40%，所以實驗選擇分流比是5：1進樣方法。

三、萃取條件實驗

在選擇固相微萃取取頭的過程中，氯苯類物質選擇65PDMS/DVB萃取頭，該種萃取頭主要針對各種極性化合物，而100PDMS/DVB萃取頭主要是以非極性化合物為目標，通過65PDMS/DVB萃取頭針對氯苯、苯、1，2-二氯苯、3-溴氟苯以及1，2二氯苯d4萃取具有良好效果，所以選擇65PDMS/DVB萃取頭。在鹽效應控制中，對于大部分有機物而言，通過擴大鹽分濃度能夠進一步降低溶解度，增強整體揮發性，有助于頂空萃取。此次試驗中選擇氯化鈉，隨著氯化鈉含量增加，色譜峰擴大，添加1克氯化鈉條件下，苯出峰很小，或基本不出峰，添加1.2克氯化鈉，則苯出峰良好，添加1.5克氯化鈉苯擁有良好出峰效果，同時其他幾種物質對應出峰時間約5秒左右，此次實驗添加1.5克氯化鈉[2]。

四、實驗方法檢出限、精密度和回收率

標準液檢驗方面，配制液濃度為每升1毫克和每升0.1毫克的水樣共七個，通過實施固相微萃取以及上機檢測，準確計算標準偏差和平均回收率，此外還需要對檢出限進行合理確定。檢出限是三倍信噪比，即S/N=3。

水樣測定中，首先實施水樣保存，選擇富含有機物地下水，選用無機棕色玻璃瓶，確保良好密封性。通常情況下需要放置于4度的冰箱內實施有效保存，同時在24小時內實施合理測定，避免添加抗壞血酸。但結合作者具體實驗經驗證明將水樣放置于4度冰箱內，需要于24小時內實施合理測定，避免添加抗壞血酸。而經實驗證明采取水樣于冰箱放置一夜后，會出現20%到30%的損失。因此在取回水樣后需要快速測試，如果無法在短時間中測試，也需要針對樣品存放實施損失驗證，實施有效校核處理。其次是水樣分析，在20毫升頂空瓶內融入4毫升水樣，插入萃取頭，于攪拌器中實施15分鐘60度振搖，將針頭取出后，在氣相色譜進樣口部位實施2分鐘脫附處理，直接實施質譜分離分析。最后是回收率測定，于上述樣品內合理添加替代物，同時對回收率進行合理測定，最終回收率較好，能夠滿足現實要求。

結語：

綜上所述，借助頂空固相微萃取技術能夠針對地下水中所存在的苯、氯類化學物質實施準確測定，幫助監控地下水質量，采取有效措施對地下水進行科學治理，優化水源水質。

參考文獻：

[1]武守艷，董春光.頂空固相微萃取/氣質聯用（HS-SPME/GC-MS）對奶牛大腸桿菌性乳腺炎診斷方法的建立[J].中國乳品工業，2021，49（03）：57-59.

[2]李濤，司夢鑫.頂空固相微萃取-氣質聯用（HS-SPME-GC-MS）技術分析濃香型竹酒中香氣成分[J].四川師范大學學報（自然科學版），2020，43（03）：364-372.

作者簡介：

陳逸（1984年5月）男，江蘇揚州人，漢族，助理工程師，大專（本科在讀），研究方向：從事化學分析工作。

（作者單位：江蘇瑞祥化工有限公司）