王 樊,楊創(chuàng)濤,彭 鷺,林 青
(廣東粵港供水有限公司,廣東深圳518000)
丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、異丙醇、乙酸丁酯、丁醇和異戊醇為常用有機溶劑,在許多工業(yè)例如合成工業(yè)、制藥工業(yè)、香料制造等都有十分廣泛的用途,用量巨大且具有一定的毒性,排放進入水體中會對環(huán)境和人體造成危害[1-2]。例如丙酮對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用,導致乏力、惡心、頭痛、頭暈等癥狀,甚至出現(xiàn)肝、腎和胰腺的損害[3]。四氫呋喃對眼睛和呼吸系統(tǒng)具有刺激作用。乙酸乙酯具有低毒性,濃度較高時有刺激性氣味、易揮發(fā)[4]。異丙醇微毒,具有麻醉和刺激作用[5]。
目前,測定水體中有機溶劑的方法有直接進樣色譜法[6-8]、頂空/氣相色譜法[9-10]、吹掃捕集氣相色譜法[11-12]和分光光度法[13-14],但同時測定多種有機溶劑的研究較少。筆者建立了同時測定水中丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、異丙醇、乙酸丁酯、丁醇和異戊醇7種有機溶劑的方法,該方法操作簡單、靈敏快速、環(huán)境友好,對應對日常水質(zhì)監(jiān)測和突發(fā)水質(zhì)問題具有重要的應用價值。
氣相色譜三重四級桿質(zhì)譜儀(Thermo ScientificTMTRACETM1300 GC TSQTM8000EVO);色譜柱(DB-WAX UI 60 m×0.25 mm×0.5 μm);全自動吹掃捕集裝置(Lumin Teklink),捕集阱 Trap 9。
甲醇、丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、異丙醇、乙酸丁酯、丁醇、異戊醇,均為色譜純。
1.2.1 吹掃捕集條件:
吹掃溫度:40 ℃;吹掃氣:N2;吹掃流速:40 mL/min;吹掃時間:9 min;脫附溫度:250 ℃;脫附時間:2 min;脫附流速:300 mL/min;脫附后捕集阱260 ℃烘烤10 min。
1.2.2 色譜條件
載氣:氦氣;流速:1.0 mL/min;進樣口溫度:260 ℃;分流比:10 ∶1;升溫程序:起始溫度35 ℃,保持3.0 min,以8 ℃/min的速度升至150℃,保持1.0 min。
1.2.3 質(zhì)譜條件
溶劑延遲:6 min;離子源溫度:280 ℃;傳輸線溫度:280 ℃;EI源;掃描方式:MRM。其它測定參數(shù)見表1。
表1 7種待測物的測定參數(shù)
注:帶“*”為定量離子對。
分別準確稱取100 mg丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、異丙醇、乙酸丁酯、丁醇、異戊醇標準品于7個100 mL容量瓶中,用甲醇定容,得到濃度為1 000 mg/L的單標溶液。
準確移取丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸丁酯、異戊醇各0.5 mL,異丙醇、丁醇各1.0 mL于1個10 mL容量瓶中,用甲醇定容,得到混合標準溶液。丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸丁酯、異戊醇的質(zhì)量濃度為50 mg/L,異丙醇、丁醇的質(zhì)量濃度為100 mg/L。
1.4.1 工作曲線的繪制
取7個100 mL容量瓶,各加入約90 mL純水,分別加入0,10,20,40,60,80,和100 μL混合標準溶液,加純水至刻度,搖勻后分別裝入7個吹掃進樣瓶中(裝滿,不留空氣),密封后分析。以濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標,繪制工作曲線。
1.4.2 樣品的測定
取待測水樣裝滿吹掃瓶,密封后測定條件進行分析。
2.1.1 吹掃時間的選擇
選擇吹掃時間分別為3,6,9和12 min,在其他分析條件不變的情況下,考察工作曲線中間濃度點中各待測物的響應值。隨著吹掃時間的延長,各待測物的響應值在9 min后達到峰值,隨后延長吹掃時間對響應值沒有明顯提高。因此,選擇吹掃時間為9 min。
2.1.2 吹掃溫度的選擇
選擇吹掃溫度分別為30,35,40和45 ℃,在其他分析條件不變的情況下,隨著吹掃溫度的升高,各待測物的響應值在40 ℃之后達到峰值,再提高吹掃溫度對響應值沒有明顯提高。因此,選擇吹掃溫度為40 ℃。
2.1.3 脫附時間的選擇
選擇脫附時間分別為1,1.5,2和3 min,在其他分析條件不變的情況下,隨著脫附時間的增加,各待測物的響應值在2 min后達到峰值,隨后延長脫附時間對響應值沒有明顯提高。因此,選擇脫附時間為2 min。
2.2.1 色譜柱的選擇
7種待測物為中極性或較強極性的化合物,根據(jù)此特點選擇極性較強的色譜柱進行分離。實驗中選擇DB-WAX色譜柱,分離效果較好,其總離子流如圖1所示。
圖1 7種待測物在DB-WAX色譜柱上的總離子流
2.2.2 升溫程序的選擇
經(jīng)實驗選定DB-WAX色譜柱始溫度為35 ℃,保持3.0 min,以8 ℃/min的速度升至150℃,保持1.0 min作為升溫程序,7種待測物可以得到有效分離。
2.3.1 線性關(guān)系及檢出限
如表2所示,7種待測物的線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均≥0.995。根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術(shù)導則》(HJ 168—2010)的要求,連續(xù)分析7個實驗室空白加標樣品。計算得到各待測物的方法檢出限為1.2~2.2 μg/L,測定下限為4.8~8.8 μg/L。
表2 標準工作曲線、檢出限和測定下限
2.3.2 方法精密度和準確度
取地表水樣品分別進行低、中、高濃度加標檢測,每組各6個平行樣。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在低、中、高3種濃度水平下的加標回收率分別為72.3%~129%、76.0%~112%和80.7%~105%,相對標準偏差分別為2.9%~6.9%、1.9%~7.7%和2.2%~5.3%,方法精密度和準確度良好。
建立了PT/GC/Q-Q-Q聯(lián)用法測定水中7種有機溶劑化合物的檢測方法,該方法前處理操作簡單、快速,精密度和準確度良好,有助于提升供排水企業(yè)應對突發(fā)水污染事件的檢測能力。