吹扫捕集-气相色谱质谱联用同时测定饮用水源地水中痕量挥发性有机物.pdfVIP

2 0 1 0年 4月 Ap r il 2 01 0 岩矿测试 RO CK AN D MI NER AL AN AL YS I S Vo 1 2 9No 2 1 2 71 3 0 文章编号： 0 2 5 4 5 3 5 7 ( 2 0 1 0 ) 0 20 1 2 7 0 4 吹扫捕集 一 气相色谱 质谱联用同时测定饮用水源地水中 痕量挥发性有机物 费 勇， 姚恩亲， 张海燕， 徐云， 许健 ( 湖州市环境保护监测中心站， 浙江 湖州3 1 3 0 0 0 ) 摘要 ：为满足饮用水源地监测要求 ， 采用吹扫捕集 一气相 色谱 质谱法 同时测定饮 用水 源地水 中乙醛、 环 氧氯 丙烷、 丙烯醛、 苯 系物等 2 7种挥发性有机物。实验 中运用程序升温 ， 在 2 6 min内完成检 测， 采 用全扫 描( S C A N) 方式扫描 ， 提高了化合物的定性能力。方法检 出限均低 于我 国饮用水源地标准限值 ， 回收率为 7 5 6 1 1 1 0 。 关键词： 吹扫捕集 气相色 质谱法；同时测定； 挥发性有机物； 饮用水源地水 中图分类号 ： 0 6 5 7 6 3 ； 0 6 5 6 2 1 文献标识码 ： A S imul t a n e o u s De t e r min a t io n o f Tr a c e Vo l a t il e Or g a n ic Co m p o u n d s in W a t e r S a m p l e s f r o m Dr in k in g W a t e r S o ur c e s b y Pur g e - a n d - Tr a p Ga s Ch r o ma t o g r a p h y- M a s s S p e c t r o m e t r y F E I Y 0 n g，Y A O E n q in， Z HA NG H a i y a n， XU F u n， XU J ia n ( H u z h o u E n v i r o n me n t a l Mo n i t o r i n g Ce n t e r ，Hu z h o u 3 1 3 0 0 0 ，Ch in a ) Ab s t r a c t ： I n o r d e r t o me e t t h e mo n i t o ri n g r e q u ir e me n t s f o r dr in ki n g wa t e r s o u r c e s， p u r g e a n d t r a p g a s c h r o m a t o g r a p h y m a s s s p e c t r o m e t r y( P & T - G C MS )w a s u s e d t o s im u l t a n e o u s l y d e t e r m in e 2 7 k i n d s o f v o l a t i l e o r g a n ic c o m p o u n d s ( V O C s ) ，s u c h a s a c e t a l d e h y d e ，e p ic h l o r o h y d r in ，a c r o l e in ，b e n z e n e s e rie s e t c T h e p r o gra mme d t e mp e r a t u r e w a s u s e d t o s h o r t e n t h e r u n n in g t ime t o 2 6 min u t e s for o n e me a s u r e me n t F u l l - s c a n mo d e wa s us e d t o inc r e a s e t h e a b il it y for q u a l it a t iv e a n a l y s is o f VOCs Th e de t e c t io n l imit s wa s l e s s t h a n t h e s t a n d a r d l imi t s f o r d ri n k in g w a t e r s o u r c e s i n Ch in a a n d t h e r e c o v e ry w a s 7 5 6 一1 1 1 0 Ke y w o r d s ：p u r g e a n d t r a p g a s c h r o m a t o gr a p h y n l a s s s p e c t r o m e t ry ( P & T G C MS ) ；s im u l t a n e o u s d e t e r m in a t io n ； v o l a t il e o r g a n i c c o mp o u n d s ；d ri n k in g w a t e r s o u r c e 沸点小于 2 0 0 、 相对分子质量在 1 6 2 5 0的 有机化合物统称 为挥发性有机物 ( V O C s ) ， 是水 中 重要的一类污染物， 如芳香烃、 脂肪烃、 卤代烃， 醛 类和酮类等 ， 这类物质化学性质稳定 ， 不易分解 ， 具 有强致癌 、 致突变性及致生殖系统毒害性 ， 易造成 饮用水污染 J 。吹扫捕集 一 气相色谱 质谱联用 ( P & TG C M S ) 技术因其定性程度高、 定量准确 的优点 ， 被广泛应用于水 中挥发性有机物的分析。 文献 3 6 采用 P & T G C M S 分析水中大多数挥 发性有机物 ； 但用此技术 同时测定丙烯醛 、 丙烯腈、 乙醛、 环氧氯丙烷等水溶性较强的挥发性有机化合 物及芳香烃 、 脂肪烃 、 卤代烃等挥发性有机物 ， 国内 文献未见报道 。此类物质一般采用不同的方法单 独分析， 如李东方等 用高效液相色谱法测定水 中的乙醛 、 丙烯醛 ； 胡恩宇等 用直接进样 毛细管 气相色谱法测定水中的乙醛和丙烯醛； 许瑛华 用顶空气相色谱法对水中的微量丙烯腈进行测定； 唐励文等 用固相萃取 一 F I D气相色谱法测定饮 收稿 日期 ： 2 0 0 9 - 0 5 - 2 7 ； 修订 日期 ： 2 0 0 9 - 0 9 - 0 2 作者简介：费勇( 1 9 7 9一) ， 男 ， 浙江湖州市人 ， 工程师， 从事环境监测工作。E ma i l ：1 7 2 1 9 6 1 0 q q c o rn。 一 1 2 7 第 2期 岩矿测试 h t t p f w w w y k c s a e c n 2 0 1 0 拄 用水中的环氧氯丙烷 。这些各组分单独测定的方 法既增加了分析成本 ， 又加大了分析人员的劳动强 度。本文采用 P & T G C M S 法同时测定饮用水源 地水中的乙醛、 环氧氯丙烷、 丙烯醛 、 苯系物等 2 7 种挥发性有机物 ， 缩短 了分析时间， 获得 了较低 的 检出限和较高的回收率， 提高了分析效率。 1 实验部分 1 1 仪器和主要试剂 6 8 9 0 N G C一 5 9 7 3 in e r t MS D型气相色 质谱联 用仪( 美国 A g i l e n t 公司) ； 4 6 6 0型吹扫捕集装置 ( 美 国 O I 公司) 。 标 准 溶 液 ： 2 4 种 挥 发 性 有 机 物 ( 美 国 A c c u s t a n d a r d公司 ) ， 丙烯 醛 ( 美 国 C h e ms e r v ic e公 司) ， 乙醛 ( 美国 C h e ms e r v ic e公 司) ， 丙烯腈 ( 中国 环境标准样品研究所) 。 内标溶液 ： 氟苯( 美 国 A c c u s t a n d a r d公司) 。 替代物 ： 1 ， 2一二氯苯 一d 4 ( 美国 A c c u s t a n d a r d 公司) 。 1 2 吹扫捕集条件 吹脱管 5 mL ， 1 0 捕集阱 ( T e n a x 、 硅胶和碳分 子筛) ， 吹扫流量4 5 m L m i n ， 吹扫时问 1 1 m i n ， 解 析温度 1 9 0 oC， 传输线温度 1 1 0 oC， 解析时间4 0 m i n ， 烘焙温度 2 1 0 o C， 烘焙时间1 5 m i n 。 1 3 色谱条件 D B一 6 2 4色谱柱( 3 0 i n 0 3 2 m m 1 8 Ix m， 美国 A g i le n t 公司) ， 进样口温度 2 0 0 oC， 分流进样， 分流比 2 0：1 。 色谱 柱 升 温 程 序 ： 3 5 保 持 5 0 min ， 以 6 o c ra in 升温至 1 6 0 ， 保持 6 0 m in ， 以 1 0 min 升温至2 1 0 oC， 保持 2 0 m i n 。 1 4 质谱条件 质谱采用全扫描 ( S C A N) 模 式。离子源温度 2 3 0 ， 四极杆温度 1 5 0 o C， 联接杆温度 2 2 0 o C， 扫描 范围 3 5 3 0 0 a i n u 。 2 结果与讨论 2 1 色谱和质谱条件的选择 在保证分离效果的前提下， 尽可能缩短分析一 个样品所需的时问。经过多次试验， 所得色谱条件 见 1 3节 。色谱分离效果见图 1 。 质谱在选择离子监测 ( S I M) 模式下的灵 敏度 比 S C A N模式下高 ， 已是不争 的事实 ； 但 由于吹扫 捕集灵敏度较高， 质谱在分流状态下选择 S C A N模 式也能达到较好的灵敏度 ， 且更有利于定性， 故本 文选择 S C A N模式。 一 】 2 8 一 图 1 3 O 种挥发性有机物总离子流图 F ig 1 T 0 t a l i o n c h r o ma g r a m o f 3 0 k in d s o f VOCs 1 一氯乙烯； 2 一乙醛； 3 一丙烯醛； 4 一l ， 1 一二氯乙烯； 5 一二氯 甲烷 ； 6、 7 一丙烯腈 、 1 ， 2一二氯 乙烯 ( 反 ) ； 8 一氯丁二烯 ； 9 1 ， 2一二氯乙烯 ( 顺 ) ； l O 一三氯甲烷 ； l 1 一四氯 化碳 ； 1 2 一苯 ； 1 3 1 ， 2一二氯 乙烷 ；1 4 一氟苯 ( 内标 )；1 5 一三 氯乙烯 ； 1 6 一环氧氯丙烷 ； 1 7 一甲苯 ； 1 8 一 四氯乙烯 ；1 9 一氯苯 ； 2 0 一乙苯； 2 1 、 2 2 一问、 对二甲苯； 2 3 一邻二甲苯 ； 2 4 一苯乙烯； 2 5 一三溴甲烷 ；2 6 一异丙 苯 ；2 7 1 ， 4一二氯 苯 ；2 8 、 2 9 1 ， 2一 二氯苯、 1 ， 2一二氯苯 一d d ( 替代物 ) ； 3 O 一六氯丁二烯 。 2 2 标准曲线 以甲醇为溶剂 ， 取各标准溶液适量 ， 配制成混 合标准储备溶液( 其中乙醛为2 0 0 m g g L ， 丙烯腈、 丙烯醛均为 1 0 0 m g L ， 环氧氯丙烷为 5 0 mg L ， 其 余均为 1 0 m g L ) 和 1 0 m g L内标标准储备溶液， 再以超纯水为溶剂， 用储备溶液逐步稀释， 制成 5 个浓度点系列的混标溶液( 其中丙烯腈 0 0 2 0 3 m g L ， 乙醛 0 0 60 9 mg L ， 丙烯醛 0 0 6 0 9 m g L ， 环氧氯丙烷 0 0 1 0 1 5 m g L ， 其余化 合物均为 2 03 0 g L ， 内标溶 液浓度 2 0 L ) 。按已设置的吹扫条件( 1 2节) 、 色谱条件 ( 1 3 节) 、 质谱条件( 1 4节) 进样分析， 得每个化 合物的平均响应因子( R F ) 的相对标准偏差( R S D) 均小于 2 0 ， 内标标准曲线可以使用。 2 3 方法精密度 取丙烯腈 8 0 g L 、 乙醛 1 6 0 g L 、 环氧氯丙 烷 4 O g L 、 丙 烯醛 1 5 0 g L ， 其 余组分均 为 8 L 的混合标准溶液， 重复 6次 P & T G C M S 测定， 所得结果计算的相对标准偏差 ( R S D) 在 2 1 9 2 ， 均在小于 1 0 的范围内， 显示方法 精密度较好( 见表 1 ) 。 2 4 方法检出限 将标准系列中最低浓度点的混合标准溶液平 行测定7次， 计算每种化合物标准偏差( ) ， 按 3 s 计算方法检出限。各目标化合物的方法检出限为 0 2 2 0 0 g L ( 见表 1 ) 。 第 2期 费勇等 ： 吹扫捕集 一 气相色谱 质谱联用同时测定饮用水源地水中痕量挥发性有机物 第2 9卷 表 1 2 7种挥发性有机物的分析 T a b l e 1 An a l y t ic a l r e s u l t s o f 2 7 k in d s o f VOC s 表 2 实际样品加标回收率 T a b l e 2 Re c o v e r y t e s t f o r s a mp l e s 2 5 加标回收率 按照实验部分的分析条件进行参数设定 ， 对实 际地表水样品进行 6次加标回收率测定 ， 各化合物 回收率在7 5 6 1 1 1 0 ( 见表2 ) ， 回收率较好。 3 实际样品测定 按照实验部分进行参数设定 ， 对某地区 3个饮 用水源地地表水样品进行测定， 结果见表 3 ， 与饮 用水源地水国标规定限值相比， 本地区饮用水源地 受挥发性有机物污染状况较轻 。 表 3 饮用水源地水样中挥发性有机物的测定 T a b l e 3 An a l y t ic al r e s u l t s o f VOC s in d r in k in g h e a d w a t e r a r e a n d表示未检 出。 4 结语 采用吹扫捕集 一 气相色谱 质谱联用技术测定 引用水源地水 中痕 量挥发性 有机物 ， 分离效果较 好， 内标标准曲线线性 良好 ， 精密度较高， 检出限 低。方法回收率高， 能够有效、 快捷地同时测定水 中乙醛等 2 7种挥发性有机物 ， 符合饮用水源地水 的监测要求。 一 】 2 9 第2期 岩矿测试 h t t p ： W W W y k c s a c c n 2 0 1 0年 仪器信息网“ 新品” 栏 目改版通知 仪器新品代表了当前及未来一段时间仪器最新技术的 发展方向和相关应用领域的最新需求。为了让广大用户及 时了解每年推向市场的仪器新品， 仪器信息网于 2 0 0 4年开 通了“ 新品” 栏 目， 该栏目自开通以来已经向广大仪器用户 及时、 全面地展示了约 1 0 0 0台当年在中国市场上推出的最 新仪器及设备。2 0 0 9年 1 2月“ 新 品” 栏 目进行了全面改 版， 目前其基本功能如下。 ( 1 )“ 新品” 栏 目以大图片、 分类形式展示当前最新上 市的仪器， 广大仪器用户通过该栏 目可 以随时随地了解 自 己感兴趣的最新仪器( 包括仪器介绍、 技术参数、 主要特点、 主要技术创新等信息) ； 也可以通过搜索仪器名称或厂商名 称来查询最新上市的仪器设备。 ( 2 )“ 网上仪器展” 的注册厂商可以第一 时间在 “ 新 品” 栏目发布最新上市的产品， 经审核被批准之后在仪器信