吹掃捕集-氣相色譜法測定水質中揮發性石油烴C6-C9

前言

揮發性石油烴是在石油烴中沸點較低的一類有機污染物，主要為烷烴、環烷烴、芳香烴類和烯烴類化合物，廣泛分布于水、土壤及其他介質中。低沸點飽和烴會引起動物麻醉、昏迷，高濃度時能破壞細胞導致動物死亡。高沸點的烴容易附在植物的根系表面，形成粘膜，阻礙根系的呼吸和吸收，引起根系腐爛，影響作物的根系生長。另外，由于石油烴中富含反應基團，能與無機氮、磷結合并限制硝化作用和脫磷酸作用，從而使土壤有效氮、磷的含量減少，影響作物的營養吸收。對其它生物的危害，主要是使生物的營養與輸導產生混亂。由于石油烴中化合物種類繁多，而且在水中濃度通常為痕量級別，因此，在分析測定水中揮發性石油烴時，前處理技術和檢測方法顯得尤其重要。吹掃捕集法（P&T）是一種動態頂空技術。P&T取樣量少、富集效率高、受基體干擾小，容易實現在線檢測，是一種非平衡態連續萃取，可以將被測物進行濃縮，從而大大提高方法的靈敏度。

本方法參考《HJ 893-2017 水質 揮發性石油烴C₆-C₉的測定吹掃捕集/氣相色譜法》的測試方法，使用LabTech PT1000 全自動固液吹掃捕集儀建立了水質中揮發性石油烴的檢測方法，該方法簡單、快速，靈敏度高，準確度高，可用于快速檢測水質中揮發性石油烴類化合物。

關鍵詞

PT1000 全自動固液吹掃捕集儀，HJ839-2017，揮發性石油烴，C6-C9  

1、 儀器和設備

1.1 PT1000 全自動固液吹掃捕集儀，萊伯泰科公司；

1.2 GC2010氣相色譜儀，島津公司；

1.3 樣品瓶： 40 mL棕色玻璃瓶，具硅橡膠-聚四氟乙烯襯墊螺旋蓋

2、 試劑和材料

2.1空白試劑水：二次蒸餾水或通過純水設備制備的水；

2.2甲醇（色譜純， Fisher Chemical）；

2.3磷酸，ρ（H₃PO₄）=1.87g/mL；

2.4抗壞血酸（C₆H₈O₆）；

2.5標準貯備液： ρ=5000μg/mL，國家標準物質；

2.6標準中間液：ρ=1250μg/mL

用甲醇（2.2）稀釋標準貯備液（2.5），避光低溫保存；

2.7 2-甲基戊烷標準溶液：ρ（C₆H₁₄）=5000μg/mL；

2.8正癸烷標準溶液：ρ（C₁₀H₂₂）=5000μg/mL

3、測試過程

3.1樣品準備

        向40mL的自來水或桶裝水中加入 0.3g 的抗壞血酸（2.4）和數滴磷酸（2.3），在PH≤2后，樣品轉移至40mL的棕色玻璃瓶，蓋緊旋蓋。 

3.2 樣品分析方法

3.2.1 吹掃捕集條件

吹掃溫度：室溫；吹掃流速：40mL/min；吹掃時間：11min；干吹掃時間：5min；吸附溫度：40℃，預脫附溫度：245℃；脫附溫度：250℃；脫附時間：2min；烘烤溫度： 260℃；烘烤時間：5min；除濕阱就緒溫度：50℃；除濕阱烘烤溫度：260℃；閥箱溫度：130℃；GC傳輸線：130℃

3.2.2 GC檢測條件

色譜柱：HP-5ms  30m*0.25mm*0.25μm；

進樣口溫度：200℃；

柱流速：1mL/min（恒流）；

進樣方式：分流進樣，分流比30:1；

柱箱溫度：38℃，保持1min，以3.8℃/min升溫至80℃，保持1min，以10℃/min升溫至105℃，保持5min，以20℃/min升溫至180℃，保持1min。

3.3C6-C9保留時間窗的確定

分別移取4μL 2-甲基戊烷標準溶液（2.7）和正癸烷標準溶液（2.8）加入到裝滿實驗用水的40mL樣品瓶（1.3）中。按照調試好的儀器條件進行保留時間窗的確定。

3.4校準曲線繪制

分別移取一定量的標準中間液（2.6）快速加到裝有空白試劑水（2.1）的樣品（1.3）中，放置到PT1000自動固液吹掃捕集儀的樣品架中，待測。實驗中配制的目標化合物濃度分別為 0.06、 0.31、 1.57、 3.13、6.25mg/L 的標準系列。

4、實驗結果

4.1 保留時間窗的色譜圖

圖1為2-甲基戊烷和正癸烷的色譜圖。由圖可知，揮發性石油烴的保留時間窗為2.51-13.57min。

圖1 2-甲基戊烷和正癸烷色譜圖

4.2目標化合物的色譜圖

圖2為1.57 mg/L的揮發性石油烴標樣色譜圖。

圖2揮發性石油烴標樣色譜圖

4.3標準曲線結果

圖3揮發性石油烴標準曲線結果

以目標化合物峰面積為縱坐標，濃度為橫坐標，用線性擬合建立校準曲線。實驗中揮發性石油烴C₆-C₉在0.06mg/L~6.25mg/L濃度范圍內建立的校正曲線，R²  為0.9999。滿足HJ893-2017中8.2.4要求的曲線相關系數需大于等于 0.999。

4.4 精密度結果

表1精密度結果

對濃度為0.06mg/L、1.57 mg/L 、6.25mg/L的低中高三個濃度分別進行了 6 次平行測定，得到精密度結果，見表1。由計算得知，本方法測定的目標物低中高三個點的RSD為6.33%、5.08%、6.30%。滿足HJ893-2017中10.1規定的精密度3.5%-14%的要求。

4.5 準確度結果

表2準確度結果

對濃度為0.06mg/L、1.57 mg/L 、6.25mg/L的低中高三個濃度進行了空白加標，分別進行了 6 次平行測定，得到低中高三個濃度的回收率，見表2。本方法測定的目標物低中高三個點回收率為96.6%~120.0%。滿足HJ893-2017中10.2規定的準確度82.9%-120%的要求。

4.6水樣結果

4.6.1 自來水檢測結果

圖4 自來水的檢測色譜圖

圖4為自來水的檢測色譜圖。根據標準曲線方程計算所測自來水中揮發性石油烴的濃度小于檢出限，自來水中的揮發性石油烴未檢出。

4.6.2 自來水加標回收率結果

圖5 自來水加標的檢測色譜圖

圖5為自來水的加標回收色譜圖。本實驗中對自來水進行了兩個濃度的加標，加標回收率結果見表3。

表3自來水加標回收率

5、結果與討論

本實驗使用了LabTech PT1000全自動固液吹掃捕集儀，參考《HJ 893-2017 水質 揮發性石油烴C₆-C₉的測定吹掃捕集/氣相色譜法》，建立了水中揮發性石油烴的測定方法。方法得到的揮發性石油烴的校正曲線R²  為0.9999，回收率為90.73%~120%，RSD為5.08%~6.33%。都滿足了HJ893-2017中相應的要求。