直接進樣-FID-毛細管柱-氣相色譜法快速測定水中氯仿

吳旭晴，徐 錚，鄒丁艷，杜肖賓

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

隨著工業技術的迅速發展，人們在享受先進工業技術帶來生活便利的同時，也面臨著工業技術對人類生活環境的影響。在我國，工業發展對環境產生的最大影響就是工業廢水排放問題[1]。眾所周知，工業廢水中的有機污染物會嚴重威脅水生動植物的生存，并會引發人體內的多種疾病[2]。雖然我國對工業廢水處理、排放有嚴格的要求，但仍缺乏相應的有效且簡便的檢測手段[3-4]。

氯仿，是一種無色透明的液體，微溶于水，具有毒性、麻醉性和致癌性。作為一種有機合成的原料、溶劑和萃取劑，氯仿被廣泛應用于工業生產中。根據GB 8978—1996《污水綜合排放標準》[5]中的要求，對一切排污單位，三氯甲烷作為第二類污染物，其最高允許排放濃度：一級標準為0.3mg/L，二級標準為0.6 mg/L，三級標準為1.0 mg/L。因此，在整個工業生產過程中，工業廢水排放時，要嚴格檢測廢水中氯仿的含量。

GB/T 5750.8—2006[6]中明確指出，可以利用頂空毛細管柱氣相色譜電子捕獲檢測器法有效地檢測飲用水中氯仿的含量，且最低檢測限為0.2 μg/L。但是，頂空氣相色譜和ECD 檢測器的價格普遍較高且操作繁瑣，只有少量生產廠家持有[7-10]。本文采用直接進樣-FID-毛細管柱-氣相色譜法來測定工業廢水中的氯仿。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

Agilent 7890A 氣相色譜儀，配備FID 檢測器。色譜柱為DB-WAX（60 m×0.25 mm×0.5 μm）。

1.1.2 試劑

氯仿（分析純）、無水乙醇（分析純）、蒸餾水。

氯仿溶液：用10 μL 微量注射器量取氯仿溶于有少量無水乙醇的100 mL 容量瓶中，同時用分析天平準確稱取氯仿質量（精確到0.1 mg）并記錄，然后用蒸餾水定容，則可得到濃度約為100 mg/L的氯仿溶液（以稱得的氯仿質量計算）。

1.2 色譜條件

氣相色譜儀進樣口溫度為200 ℃；FID 檢測器溫度為250 ℃；載氣選用高純氮氣，流速為1.5 mL/min；氫氣流速為30 mL/min；空氣流速為300 mL/min；柱箱溫度：初始溫度80 ℃保持9 min，以20 ℃/min升溫至200 ℃并保持3.5 min；進樣量為3.0 μL；分流比為5:1。

2 結果與討論

2.1 色譜圖

配制100 mg/L 的氯仿溶液，待儀器穩定后，進樣分析，得到色譜圖見圖1。其中，1#峰為乙醇，2#峰為氯仿，其保留時間為8.194 min。

圖1 氯仿典型色譜圖

2.2 不同濃度的標準曲線

經查閱文獻[11-14]可知，在20 ℃時，氯仿在水中的溶解度為0.81%。由于不同的工業廢水中含有不同濃度的氯仿，因此，為了更貼近實際，配制了不同濃度的氯仿溶液并繪制了氯仿在不同濃度范圍內的標準曲線。

2.2.1 低濃度氯仿的標準曲線

首先，配制低濃度（0.275～5.5 mg/L）的氯仿標準溶液。隨后按濃度從低到高依次進樣分析。以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線，得到的曲線為：y=0.5121x+0.1617，相關系數R2=0.9992。

圖2 濃度為0.275～5.5 mg/L 氯仿標準曲線

2.2.2 中濃度氯仿的標準曲線

配制5.5～117 mg/L 范圍內不同濃度的氯仿標準溶液，將這一系列標準溶液按濃度從低到高依次進樣分析。以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線，得到的曲線為：y=0.5282x-0.464，相關系數R2=0.9992。

圖3 濃度為5.5～117 mg/L 氯仿標準曲線

2.2.3 高濃度氯仿的標準曲線

配制濃度在117～5415 mg/L 范圍內的氯仿標準溶液，將這一系列標準溶液按濃度從低到高依次進樣分析。以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標繪制標準曲線，得到的曲線為：y=0.4978x-30.051，相關系數R2=0.9986。

圖4 濃度為117～5415 mg/L 氯仿標準曲線

綜上所述，不同濃度氯仿的標準曲線，其線性關系良好，能夠較好地滿足含有不同濃度氯仿的工業廢水的檢測需求。

2.3 方法檢出限

配制0.55 mg/L 的氯仿樣品，重復進樣，進樣量為3.0 μL。以3 倍噪音作為該方法的檢出限，計算公式為：。最終，得到該方法檢出限為0.2 mg/L。

該方法的檢出限為0.2 mg/L，而工業廢水的一級排放要求為0.3 mg/L。因此，該試驗方案可以滿足工業廢水排放的檢測要求。

2.4 精密度和回收率

通過配制不同濃度的樣品，重復多次進樣后計算平均值、標準偏差和相對標準偏差。根據標準曲線和峰面積計算樣品的濃度，通過計算出來的樣品濃度和實際配制濃度的比較，得出方法的回收率。結果見表1。

表1 不同濃度樣品的平均值、標準偏差、相對標準偏差及回收率

由表1 可知，不同濃度樣品的檢測結果，其相對標準偏差均小于5%，精密度和回收率也均得到了滿意的結果。

3 結論

采用直接進樣-FID-毛細管柱-氣相色譜法測定工業廢水中的氯仿，取得了較為滿意的結果。該方法雖然在檢出限上高于國標的頂空-ECD 法，但也能滿足工業廢水排放的檢測要求。并且，配備FID 檢測器的氣相色譜儀相對于頂空-ECD 氣相色譜，其價格相對低廉，工廠的保有量也較高。直接進樣法的操作相對簡便，免去了頂空法復雜的前處理過程。因此，該檢測方法在降低檢測成本的同時，也大大提高了檢測的效率。