气相色谱法测定黄河水和汾河水库水中的钢筋

气相色谱法测定黄河水和汾河水库水中的钢筋

万家寨黄金项目将成为太原的主要水源。在项目环境评价中，根据当地水环境质量标准（gb3838-1988）的要求，评估和研究了cod、bod和石油等水中污染物的综合指标，但不包括在地表水环境质量标准（ghsb1-1999）中规定的40种有机物。即使这些有毒物质在较低的浓度下也会对人类健康产生严重危害，甚至不会逆转。一些有毒的东西往往难以分解。因此，为了确保引用黄水的安全，首先要分析和研究万家寨黄河水源中的有机污染物。山西省万家寨引黄工程引水水源主要来自黄河水(约占2/3),其余部分在引黄水进入主要调节水库——汾河水库后与汾河水汇合(约占1/3).因此,本研究分别对上述两水源地的水质情况进行了调查分析.1实验部分1.1仪器与分析方法GC-9A气相色谱仪,火焰离子化检测器配以C-R2A数据处理机;VGQVATTRO色质联用仪;上海惠普3200型原子吸收分光光度计;日本岛津RA-2型测汞仪.乙醚、二氯甲烷、丙酮为分析纯,经重蒸馏浓缩100倍后气相色谱分析无干扰峰;无水Na2SO4、硫酸、硝酸、高氯酸为分析纯;苯、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二辛酯为分析纯;芴、萘、菲、芘、荧蒽为色谱纯(中国科学院煤炭化学研究所提供).1.2水样采集和处理选择枯水期污染较重的时期采样.黄河水采样时间为1999年4月19日,在此之前,于1999年3月28日采样进行预备实验;汾河水库水采样时间为1999年4月23日,在此之前,于1998年5月6日采样进行预备实验.黄河水采样点为万家寨水利枢纽工程水库坝址引水中心点附近,共设5个点,用采水器从各采样点0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0m不同深度共采集200L混合水样于玻璃瓶中,平行采集水样两份.汾河水库水样的采集在汾河水库进水区断面上设置3个点,分别在各点水下0.5m和距库底1m处采集200L混合水样于玻璃瓶中,平行采集水样两份.用浓H2SO4调节水样pH值约等于2,密封后避光立即取回.1.3色谱分析合格采用GDX-502树脂(天津化学试剂厂)为吸附剂.使用前用乙醚、丙酮反复浸泡,然后再装入玻璃吸附柱(20×300mm)内,装填高度约20cm.用50ml二氯甲烷淋洗吸附剂,收集流出液并浓缩至0.5ml,气相色谱分析无干扰峰为净化合格,即本底检验合格,否则将重复后一步骤.富集时,将水样通过高度压差法以2L·h-1的流量通过吸附柱;每一份样品总过水体积为150L.采用循环回流提取器以二氯甲烷为溶剂进行提取.通过开闭活塞,1h可进行间歇回流提取约20次左右.最后流出液控制在约20ml.整个提取过程,温度控制在49—55℃之间.将上述提取液用无水Na2SO4进行脱水干燥后,移入K-D浓缩器进行浓缩.温度控制在60—70℃之间,溶剂蒸发速度控制在1ml·min-1,浓缩定容至2ml时,再用吹气法将溶液进一步浓缩至0.1ml,吹气法的控制条件为:(1)使用的高纯N2经过稳压阀以很小的压力排出.(2)整个吹气过程中保持约25℃恒温.1.4分析测试方法定性分析委托中国科学院煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室完成.色谱条件:弹性石英交联毛细管柱,内径为0.20mm,长35m;固定相为SE-54;汽化室温度300℃;柱温:起始温度70℃,恒温3min后以4℃·min-1的速度程序升温至300℃恒温;柱前压90KPa;高纯氮气为载气.质谱条件:EI源,源温200℃,离化电压50eV,发射电压200μA.定量分析采用OV-101石英毛细管柱(0.25mm×25m);初始温度70℃,保持2min,程序升温速度4℃·min-1,终止温度265℃,保持60min;检测器温度280℃;载气(N2)1ml·min-1;分流比30∶1;尾吹速度30ml·min-1.由于在有机物分析试验中设置了平行试验,且分析结果与预备实验结果误差较小,故结果采用了两次分析数据的平均值进行计算.1.5底泥和底泥中as的测定水和底泥中重金属的样品分别为1999年4月,1999年9月和2000年7月三次采集的样品.取适量水样或自然风干过筛的底泥,采用HNO3-HClO4法消化,原子吸收分光光度计定量.汞采用HNO3-H2SO4消化,冷原子吸收分光光度法定量.底泥中As的测定采用二乙基二硫代氨基甲酸银比色法.采用三次测定数据的平均值进行计算.2结果与讨论2.1回收率及富集条件选择配制了苯、菲、正十三烷、邻苯二甲酸二丁酯混合水样进行了回收试验,结果表明,回收率分别达到93.2%,95.7%,80.7%和83.1%,变异系数分别为9.3%,9.6%,8.4%和8.3%.和文献报道的结果相比,说明吸附富集方式和条件选择比较适当.2.2废水的质谱分析利用气相色谱法在汾河水库水中检出241个峰,黄河水中检出296个峰.由于质谱分析较气相色谱分析灵敏度低1—2个数量级,在汾河水检出的95个质谱峰中可定性78个,黄河水中检出的74个质谱峰中可定性56个.若对这样众多的被定性的化合物采用气相色谱法全部进行定量,很难获得全部标准样品.因此,本研究除了在色质联用中采用归一化法对所有定性的化合物进行了粗略的定量外,主要采用了化学物质的潜在危害指数法并根据“中国水中优先控制污染物黑名单”,确定出10种需要定量的化合物,利用气相色谱外标法给予了准确的定量.黄河及汾河水库水中有机物分析结果列于表1,重金属的分析结果列于表2.2.3污染物污染物浓度(1)在相同的检测条件下,万家寨黄河水中检出56种有机化合物,汾河水库水中检出78种有机化合物.汾河中检出较多的化合物主要为酮类、多环芳烃和苯系物.(2)从黄河和汾河水库水中检出的有机物中,烃类分别占到了44.6%和32.1%,说明在黄河万家寨上游段和汾河上游段水质污染物中,烃类污染物占有较大的比重.(3)对化学物质的潜在危害指数法大于13,并根据“中国水中优先控制污染物黑名单”确定,准确定量的10种毒性较强的有机物污染物中,在不考虑其毒性大小和相互之间作用的情况下,其浓度大小的排列顺序为:邻苯二甲酸酯类>苯系物>多环芳烃,即在黄河水中,三类物质的浓度分别为87.23μg·l-1,14.40μg·l-1和3.35μg·l-1,在汾河水库水中,三类物质的浓度分别为:37.49μg·l-1,14.33μg·l-1和4.13μg·l-1.(4)在分析测定的重金属中,镉在黄河水和汾河水中均未检出,但在汾河水库底泥中有检出,各种重金属在底泥中的富集倍数由1581(Cu)到40000(Hg)变化不等.3黄河水中有邻苯二甲酸酯,多环芳烃、苯系物和苯系物在两类