东西分析,水质中57种挥发性有机物的检测
摘要
本文针对环境保护标准HJ 639-2012，采用OI 4660型吹扫捕集样品浓缩仪与我公司GC-MS-3100联用，制定了水中57种挥发性有机物含量检测的解决方案。该方法在(1.0～40.0)μg/L浓度范围内线性相关系数≥0.996，样品加标回收率在(81.9～106.8)%之间，精密度良好，检出限完全满足国标检测要求。
1 实验原理
样品中的挥发性有机物经高纯氦气（或氮气）吹扫后吸附于捕集管中，将捕集管加热并以高纯氦气反吹，被脱附出来的组分经气相色谱仪分离后，用质谱仪进行检测。通过与待测目标化合物保留时间和标准质谱图或特征离子相比较进行定性，外标法定量。
2 实验部分
2.1 主要设备与试剂
GC-MS 3100气质联用仪、OI 4660型吹扫捕集样品浓缩仪、57种VOCs标准储备液、甲醇（色谱纯）、二次蒸馏水。
2.2 样品采集
海水、地下水、地表水和污水的样品采集分别参考GB 17378.3、HJ/T 164和HJ/T 91的相关规定执行。所有样品均采集平行双样，每批样品应带一个全程序空白和一个运输空白，采集样品时，应使水样在样品瓶中溢流而不留空间。取样时应尽量避免或减少样品在空气中的暴露。样品采集后冷藏运输，运回实验室后立即放入冰箱中，在4℃以下保存，14天内分析完毕，样品存放区应无有机物干扰。
2.3 仪器条件
2.3.1 吹扫捕集仪条件
样品温度：40℃；吹扫时间：11min；吹扫气压力：10.6psi；干吹扫时间：1min；
预脱附温度：180℃；脱附温度：190℃；脱附时间：2min；烘烤温度：210℃；
烘烤时间：10min；传输线温度：130℃；六通阀箱温度：130℃；
水处理器温度：吹扫状态120℃，脱附状态0℃，烘焙状态240℃。
2.3.2 气相色谱仪条件
色谱柱：VF-624（30m×0.25mm×1.4μm）石英毛细管柱；载气流量（氦气）：1ml/min；
柱箱升温程序：35℃（6min）→5℃/min（22min）→10℃/min（7.5min）→220℃（3min）；
汽化室：220℃；柱前压：40kPa；进样方式：分流进样，分流比30:1；吹扫流量：2 ml/min。
2.3.3 质谱仪条件
离子源：EI源；电子能量：70eV；离子源温度：200℃；接口温度：230℃；
溶剂延迟：1.75min；扫描方式：全扫描定性，扫描范围：(35～270)u ；SIM扫描定量；
3 实验结果
3.1 标样谱图
57种VOCs混合标样在选择离子扫描模式下的总离子流色谱图见图1。
图1 57种目标化合物的总离子流色谱图
3.2 标准曲线的绘制
准确移取一定量的57种混合标准储备液（若浓度过高需先配制标准中间液）于50mL容量瓶中，用二次蒸馏水定容，配置浓度为1.0、4.0、10.0、20.0、40.0μg/L的系列标准溶液。然后用5mL气密性注射器吸取标准溶液5mL注入吹扫捕集仪，按照上述仪器条件从低浓度到高浓度进行测定，绘制标准曲线。
3.3 水样分析
按照2.2样品采集方法，分别采集自来水和莲石湖水，并用吹扫捕集-气相色谱/质谱联用仪进行检测，谱图和检测结果如下。
图2 自来水总离子流色谱图
图3 莲石湖水总离子流色谱图
3.4 精密度、准确度和检出限
对浓度为10μg/L的样品进行了3次测定，相对标准偏差为（1.0~9.9）%。对自来水加标浓度为20μg/L时，平均加标回收率为（81.9～106.8）%之间。
采用标准溶液逐级稀释的方法确定方法的检测限，在该方法下，当样品量为5mL时，用选择离子方式测定，57种VOCs的方法检出限为（0.02~0.5）μg/L，测定下限为（0.08~2.0）μg/L，完全满足标准检测要求。
4 结论
吹扫捕集-气相色谱/质谱联用法(P&T-GC/MS)可用于水质中57种挥发性有机物的同时测定。本方法无需样品前处理，具有操作简单、方便快捷等优点。实验结果：在(1.0～40.0)μg/L浓度范围内线性相关系数≥0.996，样品加标回收率在(81.9～106.8)%之间，相对标准偏差为(1.0~9.9)%，检出限完全满足标准检测要求。结果表明该方法操作简便、快速、分离度好、灵敏度高，适合于多种水样中57种挥发性有机物的同时检测分析。
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