柚子皮生物炭質(zhì)用于河水中苯系物的固相微萃取

陳靜靜, 張卓然, 于劍峰, 唐仕明, 崔炳文, 曾景斌

(中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)化工學(xué)院, 山東 青島 266580)

苯(benzene, B)、甲苯(toluene, T)、乙苯(ethylbenzene, E)和二甲苯(xylene,包括鄰二甲苯(o-xylene,o-X)、間二甲苯(m-xylene,m-X)和對(duì)二甲苯(p-xylene,p-X))組成的苯系物(benzenes, BTEX)是一類在化學(xué)化工廠、煉油廠、發(fā)電廠等工業(yè)園區(qū)普遍使用且具有毒性的碳?xì)浠衔?而意外泄漏、處理不完全和非法排放等事故不可避免地將其引入地表和地下水體中造成水生生態(tài)系統(tǒng)受損[1,2]。人體長期接觸BTEX將會(huì)增加器官受損,以及罹患神經(jīng)認(rèn)知障礙等身體疾病的風(fēng)險(xiǎn)。因此,BTEX已被納入我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)以及水體優(yōu)先控制污染物監(jiān)測(cè)范圍之內(nèi)[3]。為了人體健康和生態(tài)安全,迫切需要建立一種簡單、低成本、靈敏的分析方法用于實(shí)際水體中BTEX的檢測(cè)。

目前,用于分離、定量檢測(cè)水體中BTEX的方法主要有氣相色譜法(GC)[4-8]和高效液相色譜法(HPLC)[9,10]。由于BTEX在水體中痕量存在,儀器很難直接對(duì)飲用水或地表水中的BTEX進(jìn)行分離檢測(cè)。而采用恰當(dāng)?shù)臉悠奉A(yù)處理方法可以降低復(fù)雜基質(zhì)的潛在干擾,同時(shí)可以富集痕量目標(biāo)分析物以達(dá)到檢測(cè)需求。近年來,用于水體中提取、富集BTEX的手段主要包括液-液萃取(LLE)、固相微萃取(SPME)和分散固相萃取(DSPE)等[11,12]。其中,LLE法存在使用大量有機(jī)溶劑、處理過程繁瑣等問題;DSPE法存在分析物易損失的問題。而SPME技術(shù)與其他分析儀器聯(lián)用可以做到富集、檢測(cè)一體化。其中,SPME-GC聯(lián)用技術(shù),所需樣品溶液體積小,分離選擇性高,檢出限可達(dá)到μg/L,是痕量分析領(lǐng)域經(jīng)典的聯(lián)用技術(shù)之一。

纖維涂層是SPME中最重要的組成部分,是決定方法靈敏性、重現(xiàn)性、使用壽命和實(shí)際應(yīng)用能力的關(guān)鍵。近年來,具有高比表面積、大孔隙率和豐富相互作用位點(diǎn)的固相吸附劑已經(jīng)廣泛用于SPME領(lǐng)域,雖然這些材料表現(xiàn)出良好的萃取效率,但復(fù)雜的合成反應(yīng)或化學(xué)功能化是不可避免的。植物源生物質(zhì)綠色環(huán)保且種類繁多,由其制備的生物炭質(zhì)吸附劑具有良好的物化性質(zhì)[13,14]。目前,制備手段包括熱解、水熱碳化和微波輔助碳化。其中,熱解是在一種廉價(jià)、可靠且簡單的熱化學(xué)技術(shù)下,即在有限氧供應(yīng)條件下分解有機(jī)物從而獲得富碳產(chǎn)品的方法,是研究人員普遍選擇的一種制備方式。生物炭質(zhì)的特性主要受原料性質(zhì)和熱解溫度的影響。不同植物源生物炭中木質(zhì)素、纖維素和無機(jī)物的含量、表面官能團(tuán)的特性以及不同的孔隙結(jié)構(gòu),決定了它們對(duì)于目標(biāo)分析物具有不同的吸附性能。此外,熱解溫度會(huì)影響孔的形成以及表面物理化學(xué)性質(zhì)(極性、疏水性),對(duì)于植物源生物質(zhì)，完全炭化熱解溫度需要高于500 ℃[15]。

柚子是東亞和東南亞日常消費(fèi)或果汁/糖等商品生產(chǎn)所需的常見柑橘類水果之一。柚子皮約占新鮮水果重量的30%,處理不當(dāng)?shù)蔫肿悠じ癄€后還會(huì)造成環(huán)境污染等問題[16]。研究發(fā)現(xiàn):柚皮具有的泡沫狀纖維層結(jié)構(gòu)主要由可溶性單糖、不溶性多糖和天然芳香聚合物木質(zhì)素組成,其中富含羥基、羧基、酚羥基、氨基、磺酸基等眾多有機(jī)官能團(tuán),這些官能團(tuán)可通過氫鍵、π-π相互作用、靜電相互作用吸附有機(jī)污染物,同時(shí)其具有的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)可增加額外的吸附位點(diǎn)及物質(zhì)傳輸路徑。因此,柚子皮是一種極具應(yīng)用前景的生物炭原材料[17,18]。

基于此,本研究以柚子皮作為原材料，利用有限氧程序升溫?zé)峤夥ㄖ苽淞藷峤鉁囟葹?00 ℃和1 000 ℃的柚子皮生物炭質(zhì)(pomelo peel biochar, PPB)吸附劑。利用掃描電子顯微鏡、氮?dú)馕?脫附實(shí)驗(yàn)等手段對(duì)生物炭質(zhì)進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征,表征結(jié)果證明在1 000 ℃下制備的柚子皮生物炭質(zhì)內(nèi)部包含許多由塊狀物質(zhì)堆積而成的孔道結(jié)構(gòu)且擁有較大的比表面積。利用溶膠-凝膠(sol-gel)法將其修飾于不銹鋼絲表面制成SPME纖維并與GC-FID相結(jié)合,經(jīng)過優(yōu)化萃取和分離條件,建立了一種適用于檢測(cè)水體中痕量BTEX的分析方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

GC-2010 Plus氣相色譜儀,配有FID檢測(cè)器、DB-5型毛細(xì)管柱(日本Shimadzu公司);加熱磁力攪拌器(德國IKA公司);高速萬能粉碎機(jī)(上海頂帥電器有限公司);微量進(jìn)樣器(上海高鴿工貿(mào)有限公司); S-4800型冷場(chǎng)掃描電鏡(日本Hitachi公司); Tristar 3000型N2吸附儀(美國Micromeritics儀器); NEXUS-670傅里葉變換紅外光譜儀(美國Nicolet公司)。

丙酮(純度99.5%)購自天津化學(xué)試劑有限公司;間二甲苯(純度95%)、鄰二甲苯(純度98%)、對(duì)二甲苯(純度98.5%)、苯酚(純度99.5%)、乙基苯(ethylbenzene,純度98.5%)、無水乙醇(純度≥99.7%)購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;苯(純度99.5%)購自天津化學(xué)試劑有限公司;甲苯(純度99.5%)購自利安隆博華醫(yī)藥有限公司;萘(純度≥99.7%)購自北京化工廠;甲醇(純度≥99.8%)購自美國飛世爾科技公司。

1.2 分析條件

日本島津DB-5型毛細(xì)管柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度200 ℃,分流進(jìn)樣,分流閥開啟時(shí)間為3.0 min。色譜柱升溫程序:40 ℃保持1 min,以8 ℃/min升溫至90 ℃，保持1 min,以30 ℃/min升溫至210 ℃，保持1 min。高純氮?dú)鉃檩d氣,柱流量為1.2 mL/min,恒壓模式;尾吹氣流量為30 mL/min。FID溫度為250 ℃，氫氣流量為40 mL/min,空氣流量為410 mL/min。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

萘及苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制:量取適量萘及苯酚,分別用水和無水乙醇溶解配制成質(zhì)量濃度均為100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

BTEX標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制:分別準(zhǔn)確量取適量苯、甲苯、乙苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯,以甲醇作為溶劑配制成質(zhì)量濃度為1.0 mg/L的BTEX標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

將上述配制好的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液避光保存在5 ℃的冰箱中,后續(xù)按照實(shí)驗(yàn)要求稀釋成所需濃度的系列BTEX標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 柚子皮生物炭質(zhì)的制備

1.4.1柚子皮粉末的制備

將從中國石油大學(xué)(華東)附近市場(chǎng)購買的柚子(福建產(chǎn))剔除果肉和白色絮狀內(nèi)瓤后,用去離子水徹底清洗柚皮，并切成1×1 cm2小塊,在60 ℃烘箱中烘干。干燥的柚皮經(jīng)高速萬能粉碎機(jī)粉碎、研磨后過60目篩,得到的柚子皮粉末儲(chǔ)存于聚乙烯塑料樣品袋中備用。

1.4.2柚子皮生物炭質(zhì)材料的制備

取適量干燥的柚子皮粉末，置于瓷方舟，然后放置于炭化爐內(nèi),N2流速設(shè)定為50 mL/min,目的是排出爐腔中存在的氧氣。同時(shí)以5 ℃/min的速率升溫至目標(biāo)溫度1 000 ℃,熱解4 h。所得產(chǎn)物于1.0 mol/L鹽酸中處理12 h以去除表面灰分(無機(jī)物),然后使用超純水反復(fù)沖洗、抽濾至濾液pH值處于中性范圍內(nèi),于80 ℃恒溫烘箱中烘干,得到黑色粉末狀柚子皮生物炭質(zhì)。

1.5 固相微萃取纖維的制備

1.5.1不銹鋼絲載體的預(yù)處理

涂覆前,將不銹鋼絲一端在超聲清洗機(jī)中分別用丙酮、甲醇、超純水超聲處理8 min,以去除表面雜質(zhì)。待自然晾干使用。

1.5.2溶膠-凝膠溶液的配制

在10 mL離心管中依次加入二甲基二甲氧基硅烷(720 μL)、原硅酸四甲酯(440 μL)和1 mol/L鹽酸溶液(40 μL),超聲5 min后,以8 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心5 min，得到溶膠-凝膠溶液。

1.5.3纖維的制備

準(zhǔn)確稱取0.1 g柚子皮生物炭質(zhì)粉末作為涂層材料,同時(shí)量取400 μL溶膠-凝膠溶液作為黏合劑于離心管中。將不銹鋼絲處理好的一端豎直旋入溶膠-凝膠溶液中并保持1 min左右,取出后立即插入生物炭質(zhì)粉末中,輕緩旋轉(zhuǎn)使粉末均勻涂覆在不銹鋼絲表面,慢慢抖落表面多余粉末;最后將載體置于150 ℃烘箱中干燥35 min,重復(fù)上述步驟直至得到10 μm的生物炭質(zhì)涂層,隨后將涂覆有柚子皮生物炭質(zhì)涂層的不銹鋼鐵絲安裝到微量進(jìn)樣器(5 μL)中并轉(zhuǎn)移至GC進(jìn)樣口,在250 ℃和分流進(jìn)樣條件下老化30 min。

1.6 樣品預(yù)處理

河水樣品取自青島市黃島區(qū)丁家河,首先通過抽濾去除實(shí)際樣品中存在的泥沙以及植物纖維等雜質(zhì),隨后利用孔徑小于0.22 μm的濾膜對(duì)其純化，得到樣品溶液。

1.7 固相微萃取過程

準(zhǔn)確量取15 mL樣品溶液，置于含有0.75 g NaCl的20 mL玻璃小瓶中,將其放置于可控溫磁力攪拌器中。萃取時(shí),將涂層完全浸入液面以下,室溫下攪拌(1 250 r/min)萃取20 min后,將萃取纖維從玻璃瓶中抽出并轉(zhuǎn)移至GC進(jìn)樣口，解吸2 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱解溫度優(yōu)化及材料表征

熱解溫度對(duì)生物炭質(zhì)的性質(zhì)及其吸附性能有很大影響,柚子皮中包含的木質(zhì)素在500 ℃左右才會(huì)被熱解,且溫度越高,熱解越完全,失重越大。此外,已有大量研究表明在較高熱解溫度下制備的生物炭質(zhì)材料擁有更大的孔隙度及比表面積,這有利于目標(biāo)物擴(kuò)散,加速吸附過程。因而,本實(shí)驗(yàn)選取在800和1 000 ℃兩個(gè)熱解溫度下制備柚子皮生物炭質(zhì),考察溫度對(duì)生物炭質(zhì)吸附性能的影響,制得的柚子皮炭質(zhì)粉末分別標(biāo)記為PPB800、PPB1000。通過N2吸附-脫附實(shí)驗(yàn)對(duì)柚子皮生物炭質(zhì)材料的比表面積和孔隙率進(jìn)行了表征,如圖1a所示,根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)分類標(biāo)準(zhǔn),該曲線屬于典型的Ⅳ型等溫線,即高溫?zé)峤庀碌玫降腜PB800、PPB1000具有介孔特性。當(dāng)相對(duì)壓力處于0.05～0.35范圍內(nèi)時(shí),N2在生物炭質(zhì)上發(fā)生可由BET方程描述的多分子層吸附;而當(dāng)相對(duì)壓力≥0.40時(shí)毛細(xì)孔凝聚,出現(xiàn)H4型遲滯環(huán),這進(jìn)一步表明所制備的生物炭質(zhì)存在不規(guī)則的介孔結(jié)構(gòu)。從PPB800和PPB1000的N2吸附-脫附曲線可以看出:隨著熱解溫度升高,PPB1000孔體積分布(0.42 cm3/g)和比表面積(749.9 m2/g)遠(yuǎn)高于PPB800的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),這是因?yàn)殍肿悠ぶ械哪举|(zhì)素、纖維素大部分被炭化,制得的PPB1000孔隙尺寸比PPB800更大。因此熱解溫度對(duì)生物炭質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)起到關(guān)鍵作用。由孔徑分布曲線(如圖1b)可以看出,PPB1000和PPB800的孔徑均在2～3 nm之間,遠(yuǎn)大于BTEX分子尺寸(直徑約為0.60 nm),因此BTEX可以進(jìn)入涂層的孔隙并與內(nèi)部的官能團(tuán)結(jié)合。

圖 1 PPB800和PPB1000的(a) N2吸附-脫附等溫線和(b)孔徑分布圖Fig. 1 (a) N2 adsorption-desorption isotherms and (b) pore size distribution curves of PPB800 and PPB1000 PPB800: pomelo peel biochar (PPB) prepared at 800 pyrolysis temperature; PPB1000: PPB prepared at 1000 pyrolysis temperature.

通過傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)PPB1000進(jìn)行表征，其中處于4 000～500 cm-1波數(shù)范圍內(nèi)的特征官能團(tuán)的紅外光譜圖見圖2a。由于果膠、纖維素和木質(zhì)素是柚子皮的主要成分且這些成分主要包含醇酚醚等化合物,因此在3 435 cm-1處的寬峰歸屬于-OH,該峰也可能源自N-H鍵的伸縮振動(dòng);1 637 cm-1、611 cm-1兩處存在的較強(qiáng)吸收峰,分別歸屬于C=O伸縮振動(dòng)和-NH2的搖擺振動(dòng),表明該生物炭質(zhì)中存在酰胺基團(tuán);1 401 cm-1和813 cm-1處有峰存在,說明生物炭質(zhì)中存在芳香環(huán)結(jié)構(gòu)。FT-IR表征結(jié)果證明,在1 000 ℃熱解溫度下得到的柚子皮生物炭質(zhì)具有大量的官能團(tuán),這些官能團(tuán)可以作為吸附結(jié)合位點(diǎn)通過π-π共軛和形成氫鍵有效去除水溶液中的BTEX。利用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)對(duì)PPB1000的表面形貌進(jìn)行了表征。從宏觀圖(如圖2b)可以看到高溫?zé)峤馐沟蒙锾抠|(zhì)表面呈現(xiàn)出粗糙的褶皺狀表面結(jié)構(gòu),同時(shí)可以觀察到其內(nèi)部含有豐富的空腔。由柚子皮生物炭質(zhì)的局部放大SEM圖(如圖2c)可以清楚看到生物炭質(zhì)的孔道結(jié)構(gòu)是由長而細(xì)的纖維狀結(jié)構(gòu)扭曲在一起形成的。這可能是由于熱解溫度較高,纖維素和木質(zhì)素被分解,表面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分解和坍塌所致。

圖 2 PPB1000的(a)紅外光譜圖和(b、c)掃描電鏡圖Fig. 2 (a) Fourier transform-infrared spectrum and (b, c) scanning electron microscope images of PPB1000

2.2 萃取條件的優(yōu)化

2.2.1解吸時(shí)間

萃取后,將纖維轉(zhuǎn)移至GC進(jìn)樣口處。在GC進(jìn)樣器中,SPME纖維暴露于高溫環(huán)境下,當(dāng)溫度到達(dá)分析物沸點(diǎn)時(shí)便發(fā)生解吸過程。在考察BTEX的沸點(diǎn)后(80～145 ℃),設(shè)定解吸溫度為200 ℃。分別在0.5、1、2、3和4 min考察解吸時(shí)間對(duì)BTEX色譜峰面積的影響。如圖3a所示,隨著解吸時(shí)間增加至2 min,各BTEX的峰面積不斷增大。而當(dāng)解吸時(shí)間繼續(xù)增加時(shí),峰面積呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),這可能是隨著解吸時(shí)間增加,色譜峰發(fā)生變形所致。所以2 min被認(rèn)為是BTEX在吸附劑中無殘留的最佳解吸時(shí)間。

2.2.2離子強(qiáng)度

鹽離子的添加會(huì)對(duì)萃取效率有雙重影響。一般來說,鹽離子的加入會(huì)降低目標(biāo)分析物的溶解度,并增大它們?cè)谒芤号c涂層之間的分布系數(shù)。然而,對(duì)于浸入式固相微萃取(DI-SPME),過量鹽離子的加入可能會(huì)降低分析物的萃取效率,因?yàn)辂}會(huì)沉積在纖維涂層的表面并阻礙分析物的傳質(zhì)。實(shí)驗(yàn)考察了向15 mL樣品溶液中加入不同質(zhì)量的NaCl(溶液中NaCl的質(zhì)量濃度為0～0.20 mg/mL)時(shí)的萃取效率。如圖3b所示,從峰面積的走勢(shì)曲線來看,鹽離子的加入不利于苯的萃取,對(duì)于其他目標(biāo)物,在當(dāng)樣品溶液中NaCl質(zhì)量濃度為0.05 mg/mL時(shí)達(dá)到最大萃取量。因此實(shí)驗(yàn)最終選擇向15 mL樣品溶液中添加0.75 g NaCl,控制樣品溶液中NaCl質(zhì)量濃度為0.05 mg/mL。

圖 3 (a)解吸時(shí)間、(b)離子強(qiáng)度、(c)萃取時(shí)間和(d)攪拌速率對(duì)苯系物峰面積的影響Fig. 3 Effects of (a) desorption time, (b) ionic strength, (c) extraction time and (d) stirring rate on the peak areas of benzenes (BTEX)B: benzene; T: toluene; E: ethylbenzene; m-X: m-xylene; p-X: p-xylene; o-X: o-xylene.

2.2.3萃取時(shí)間

SPME是基于目標(biāo)化合物在樣品和萃取纖維之間的平衡過程。因此,需要確定最佳萃取時(shí)間。萃取過程在5～35 min之間進(jìn)行,同時(shí)繪制目標(biāo)分析物的峰面積與萃取時(shí)間關(guān)系圖,如圖3c所示:在15～35 min內(nèi),6種苯系物峰面積始終呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)?？紤]到實(shí)際萃取效率,通常不需要達(dá)到傳質(zhì)平衡即可實(shí)現(xiàn)高靈敏分析。此外,當(dāng)萃取時(shí)間超過20 min時(shí),涂層會(huì)因吸附少量水溶液而造成FID熄火。因此最終萃取時(shí)間選為20 min。

2.2.4攪拌速率

對(duì)于SPME,應(yīng)在纖維暴露期間對(duì)樣品進(jìn)行持續(xù)攪拌,以提高提取效率并最大限度地縮短提取時(shí)間。實(shí)驗(yàn)考察了在0～1 500 r/min范圍內(nèi)的攪拌速度對(duì)BTEX峰面積的影響。如圖3d所示，隨著攪拌速度增加至1 250 r/min, 6種BTEX的萃取量達(dá)到最大值,當(dāng)攪拌速度超過1 250 r/min時(shí),樣品瓶已不能穩(wěn)定放置,故將攪拌速度設(shè)定為1 250 r/min。

2.3 方法驗(yàn)證

在優(yōu)化的萃取和色譜條件下,對(duì)1～100 μg/L范圍內(nèi)的BTEX混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行SPME實(shí)驗(yàn),并用GC-FID進(jìn)行分析來考察方法的線性范圍、判定系數(shù)(r2)及檢出限(LOD)等性能參數(shù),相關(guān)結(jié)果列于表1。通過表1可以看出,在1～100 μg/L范圍內(nèi),建立的方法對(duì)6種BTEX均呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系(r2≥0.991 9)。各BTEX的LOD在0.004～0.032 μg/L之間,該方法可滿足美國環(huán)境保護(hù)署規(guī)定的飲用水中BTEX最高限量的檢測(cè)要求。為了進(jìn)一步評(píng)估PPB1000的萃取能力,將其與商品化涂層聚二甲基硅氧烷(7 μm)進(jìn)行了比較,由圖4可以明顯看出制備的材料對(duì)于BTEX的萃取能力明顯高于商品化涂層,萃取效率約為商品化涂層聚二甲基硅氧烷(7 μm)的2.9～18.3倍,是SPME中一種有前途的吸附材料。

表 1 所建立方法的線性范圍、檢出限、判定系數(shù)以及精密度

圖 4 PPB1000涂層與聚二甲基硅氧烷涂層對(duì)苯系物萃取效率的比較Fig. 4 Comparison of extraction efficiencies of benzenes between PPB1000 coating and polydimethylsiloxane (PDMS) coating

2.4 重復(fù)性和穩(wěn)定性

就SPME技術(shù)在分析化學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用而言,萃取重復(fù)性和固定相穩(wěn)定性是最重要的參數(shù)。使用同一根SPME纖維在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下連續(xù)進(jìn)行6次萃取后,涂層萃取效率沒有明顯下降,如表1所示,該方法具有良好的重復(fù)性(RSD≤6.56%)。此外,使用同一批次制備的柚子皮生物炭質(zhì)粉末制備了5根SPME纖維進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明6種BTEX的RSD均≤12.42%,因此實(shí)驗(yàn)制備的SPME纖維可以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。

該制備方法結(jié)合sol-gel良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性以及不銹鋼絲優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度,在多次萃取實(shí)驗(yàn)后,涂層沒有發(fā)生明顯的溶脹和脫落的現(xiàn)象,表明制備的PPB1000涂覆的SPME纖維具有良好的穩(wěn)定性。

圖 5 (a)PPB1000涂層、(b)空白河水樣品和(c)加標(biāo)河水樣品(50 μg/L)的色譜圖Fig. 5 Chromatograms of (a) PPB1000 coating, (b) blank river water sample and (c) spiked (50 μg/L) river water sample 1. B; 2. T; 3. T; 4. m-X+p-X; 5. o-X.

2.5 實(shí)際樣品(河水)檢測(cè)

通過分析實(shí)際水樣(河水)中痕量BTEX,評(píng)估了所建立方法的適用性和實(shí)際應(yīng)用性。在實(shí)際河水樣品中成功檢測(cè)出了乙基苯(4.80 μg/L),鄰二甲苯(3.00 μg/L)和對(duì)二甲苯、間二甲苯(2.46 μg/L)(見圖5)。實(shí)際水樣中苯、甲苯的含量低于本方法的檢出限。此外,考察了河水中不同加標(biāo)水平下BTEX的回收率,以評(píng)價(jià)該分析方法的可靠性。由表2可以看出,加標(biāo)水平為5、50、100 μg/L的河水樣品,回收率在75.7%～117.6%范圍內(nèi)。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所建立的分析方法具有良好的準(zhǔn)確性,適用于環(huán)境水樣中BTEX的日常監(jiān)測(cè)。

表 2 6種苯系物在河水樣品中的加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

本文首先以柚子皮為原料制備了生物炭質(zhì)PPB1000,將其作為綠色吸附劑,進(jìn)一步通過sol-gel法,將其修飾在預(yù)處理過的不銹鋼絲上制成SPME纖維。進(jìn)一步與GC-FID相結(jié)合并對(duì)萃取和分離條件進(jìn)行優(yōu)化,建立了具有線性范圍寬、靈敏度高的分析方法。該方法已在實(shí)際河水樣品中成功檢測(cè)出了乙基苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯。綜上,該方法不僅在涂層材料制備上綠色、簡單、經(jīng)濟(jì)可行，同時(shí)適用于復(fù)雜水樣基質(zhì)中多種BTEX的分離檢測(cè)。