◎ 欒 田，任淑艷，劉長(zhǎng)福，趙 嵐

（黑龍江省疾病預(yù)防控制中心，黑龍江 哈爾濱 150030）

飲水消毒可以保障居民飲水安全，其中液氯和含氯的衍生物消毒是應(yīng)用較為廣泛的消毒方式[1-2]。消毒劑在水中也會(huì)生成危害人體的消毒副產(chǎn)物，如三氯甲烷（CHCl3）和四氯化碳（CCl4），可作用于中樞神經(jīng)，具有致畸和致癌效應(yīng)[3]。長(zhǎng)期飲用含有這兩種物質(zhì)的水，可能引起人體危害[4]。三氯甲烷和四氯化碳是我國(guó)生活飲水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中的常規(guī)指標(biāo)，其在飲水中含量的測(cè)定十分必要。本方法采用頂空進(jìn)樣器對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，檢測(cè)水中的CHCl3和CCl4，并從色譜條件、平衡溫度、平衡時(shí)間3方面對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，以期為相關(guān)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器及試劑

儀器：Clarus 680型氣相色譜儀（美國(guó)PE公司），自帶頂空自動(dòng)進(jìn)樣器，μECD檢測(cè)器，Elite-5毛細(xì)管柱；20 mL頂空進(jìn)樣瓶。試驗(yàn)中所用的器皿均于120 ℃恒溫干燥箱烘烤2 h后使用。

標(biāo)準(zhǔn)品：三氯甲烷，10.0 mg·L-1；四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液，1.0 mg·L-1；均由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供。

1.2 儀器條件

1.2.1 色譜條件

進(jìn)樣口溫度250 ℃，μECD檢測(cè)器溫度300 ℃，色譜柱溫度60 ℃，分流比10∶1，載氣高純氮?dú)猓兌龋?9.999%），載氣流速1.5 mL·min-1。

1.2.2 頂空條件

平衡溫度60 ℃，傳輸線溫度120 ℃，取樣針溫度90 ℃，平衡時(shí)間30 min，進(jìn)樣時(shí)間0.03 min。

1.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

將標(biāo)準(zhǔn)品放至室溫，用純水稀釋成CHCl3和CCl4混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，CHCl3使用液濃度為0.40 mg·L-1，CCl4使用液濃度為0.20 mg·L-1，再配制成標(biāo)準(zhǔn)曲線系列。CHCl3濃度依次為 0 μg·L-1、0.20 μg·L-1、1.00 μg·L-1、2.00 μg·L-1、5.00 μg·L-1和 10.00 μg·L-1，CCl4濃 度 依次為 0 μg·L-1、0.10 μg·L-1、0.50 μg·L-1、1.00 μg·L-1、2.50 μg·L-1和 5.00 μg·L-1。移液管吸取 10 mL 標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液于頂空進(jìn)樣瓶中，迅速用壓蓋器密封，混勻后上機(jī)進(jìn)行測(cè)定。分別以CHCl3和CCl4的濃度為橫坐標(biāo)，以各自峰面積響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。

1.4 樣品測(cè)定

移液管吸取10 mL生活飲水樣品于頂空進(jìn)樣瓶中密封，與標(biāo)準(zhǔn)曲線樣品相同的儀器條件下進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)保留時(shí)間進(jìn)行定性，由標(biāo)準(zhǔn)曲線得到CHCl3和CCl4的濃度。CHCl3和CCl4的出峰時(shí)間分別為1.62 min和1.80 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 條件優(yōu)化

2.1.1 色譜條件分流比和載氣流速的優(yōu)化

試驗(yàn)中先將載氣流速設(shè)置為2.0 mL·min-1，當(dāng)分流比為5∶1時(shí)，水峰面積太大，影響與CHCl3峰的分離；當(dāng)分流比為15∶1時(shí)，CHCl3靈敏度低，峰難以顯示。當(dāng)分流比為10∶1時(shí)，各峰響應(yīng)正常，但CHCl3和CCl4出現(xiàn)疊峰，分離效果不好。因此設(shè)置分流比為10∶1。改變流速，當(dāng)流速為1.0 mL·min-1時(shí)，水峰拖尾嚴(yán)重，影響CHCl3峰的分離；當(dāng)流速為1.5 mL·min-1時(shí)，CHCl3、CCl4和水的峰完全分離，且響應(yīng)正常。因此，本試驗(yàn)選擇分流比為10∶1、流速為 1.5 mL·min-1。

2.1.2 平衡溫度的優(yōu)化

其他試驗(yàn)條件保持不變，對(duì)5.00 μg·L-1的CHCl3和2.50 μg·L-1的CCl4混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別測(cè)定在40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃、65 ℃和 70 ℃平衡溫度時(shí)的進(jìn)樣效果。結(jié)果顯示，平衡溫度設(shè)在60 ℃以下時(shí)，隨著溫度升高，CHCl3和CCl4峰面積顯著增加；平衡溫度設(shè)在60 ℃以上時(shí)，CHCl3和CCl4峰面積變化不再明顯，因此平衡溫度設(shè)為60 ℃。CHCl3和CCl4峰面積隨平衡溫度變化圖如圖1所示。

圖1 CHCl3和CCl4峰面積隨平衡溫度變化圖

2.1.3 平衡時(shí)間的選擇

其他試驗(yàn)條件保持不變，對(duì)5.00 μg·L-1的CHCl3和 2.50 μg·L-1的 CCl4混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別在 10 min、20 min、30 min、40 min、50 min和60 min的平衡時(shí)間進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示，隨著平衡時(shí)間持續(xù)增加，兩個(gè)組分峰面積相應(yīng)增加，30 min時(shí)峰面積已趨于平衡，40 min時(shí)CHCl3和CCl4峰面積達(dá)到最大，隨著平衡時(shí)間再延長(zhǎng)，CCl4峰面積開(kāi)始減小，綜合靈敏度及大批量樣品測(cè)定的時(shí)效性等因素，最終平衡時(shí)間設(shè)為30 min。CHCl3和CCl4峰面積隨平衡時(shí)間變化圖如圖2所示。

圖2 CHCl3和CCl4峰面積隨平衡時(shí)間變化圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程及儀器的檢出限和定量限

按照儀器優(yōu)化的試驗(yàn)條件，上機(jī)進(jìn)行測(cè)定已配制的CHCl3和CCl4混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定2次，按峰面積平均值進(jìn)行計(jì)算，分別獲得CHCl3和CCl4標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程和相關(guān)性系數(shù)。儀器所測(cè)得的3倍信噪比濃度為檢出限，儀器所測(cè)得的10倍信噪比濃度為定量限，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程及儀器的檢出限和定量限表

CHCl3在 0 ～ 10.0 μg·L-1， 線 性 回 歸 方 程 為y=3 309x+690， 相 關(guān) 性 系 數(shù)r=0.999 4，CCl4在0 ～ 5.0 μg·L-1，線性回歸方程為y=57 670x+4 273，相關(guān)性系數(shù)r=0.999 5，線性關(guān)系良好。

2.3 加標(biāo)回收和精密度試驗(yàn)

將低、中、高3種濃度混標(biāo)溶液加入到生活飲水水樣中，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，CHCl3平均回收率為93.5%～103.0%，RSD為3.43%～4.54%，CCl4平均回收率為95.6%～104%，RSD為2.52%～4.38%，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 CHCl3和CCl4的加標(biāo)回收率表（n=6）

3 結(jié)論與討論

本研究采用頂空進(jìn)樣方法，可減少樣品前處理過(guò)程，或不用前處理直接頂空進(jìn)樣，大大降低基體對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾，同時(shí)減少進(jìn)樣口和色譜柱污染，延長(zhǎng)儀器使用壽命。試驗(yàn)從色譜條件、平衡時(shí)間和平衡溫度3個(gè)方面對(duì)條件進(jìn)行優(yōu)化。

在氣相色譜試驗(yàn)中，分流比和載氣流速直接決定色譜峰的分離和響應(yīng)，最終試驗(yàn)優(yōu)化確定分流比為10∶1、流速為1.5 mL·min-1，平衡溫度為60 ℃，平衡時(shí)間30 min。相比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，頂空自動(dòng)進(jìn)樣氣相色譜法具有取樣量少，平衡溫度恒定、時(shí)間短、進(jìn)樣速度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，且保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，適合大批量飲水樣品的檢測(cè)。