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摘要:气相色谱法测水中氯苯类化合物,通过对萃取剂、色谱柱、进样方式的选择来优化方法,用气相色谱仪进行分析测定。研究表明优化方法后的气相色谱法测水中氯苯类化合物线性良好,精密度及准确度较高,符合日常实际水质检测要求,是较为稳定便捷的测定水中氯苯类化合物的分析方法。
关键字:气相色谱法,氯苯类化合物,液液萃取,色谱柱
1.绪论
氯苯类化合物在环境中广泛存在,可作为农药、制药、油漆等原材料。通常具有刺激性气味,理化性质稳定,不易分解。不易溶于水,但易溶于多种有机溶剂。属于中度挥发的有机污染物,可对人体产生刺激作用,引起神经障碍,具有较高的毒性。
环境中氯苯类化合物的研究分析对象主要包括水体、土壤、空气等。水是生命之源,水体的好坏能直接影响到人类的生活与发展。因此,对水中氯苯类化合物的测定具有重要研究意义。本文现以二氯苯的研究数据为例。
2.材料与方法
2.1仪器及试剂
2.1.1仪器
气相色谱仪:日本岛津,GC-2030,具有电子捕获检测器
SVOC自动萃取仪:盛泰科技,STC400
全自动定量浓缩仪:ATR,AutoVapS8
2.1.2试剂和材料
甲醇中氯苯类化合物混合标准溶液(二氯苯100mg/L)、石油醚(HPLC)、无水硫酸钠、氯化钠、浓硫酸、超纯水、氮气、色谱柱:岛津SH-Rtx-Wax(规格30m*0.25mm*0.25um)、量筒(1000ml)、分液漏斗(2000ml)、烧杯、移液器(含枪头,1000μl、100μl)、离心管(50ml)。
2.2实验方法
2.2.1仪器方法
色谱柱选择:岛津SH-Rtx-Wax
色谱分析条件:进样体积:1.0μl;升温程序:40℃(保持4min)10℃/min220℃(保留3min);进样口温度:220℃;检测器温度:300℃;进样方式:分流进样,分流比60:1。
2.2.2标准系列配制
在5个装有1000ml纯水的分液漏斗中,分别加入混合标准溶液,配置成1.00,10.0,20.0,30.0,50.0μg/L的二氯苯标准系列。本文研究1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯实验结果分别为回归方程y=8162.7x+1812.1、y=4754.6x+3608.7、y=7244.3x+5135.9;相关系数0.9996、0.9995、0.9992。结果表明其工作曲线线性良好,可使用。
2.2.3样品测定
量取1000ml水样置于分液漏斗中,用石油醚进行二次萃取,静置分层,去水相,收集有机相。将萃取液氮吹浓缩定容至1.0ml,待测。
2.3结果与讨论
2.3.1检出限和测定下限
本文研究氯苯类化合物的检出限和测定下限是按照样品的分析步骤,对浓度值为估计方法检出限值2-5倍的样品进行11次平行测定,MDL=t(平行测定11次时,t值为2.764)×S(11次平行测定的标准偏差)的计算公式来计算方法检出限,以检出限4倍作为测定下限。
本文研究1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯测试结果分别为:检出限0.065µg/L、0.068µg/L、0.057µg/L,测定下限0.26µg/L、0.27µg/L、0.23µg/L,结果表明该方法可满足《GB3838-2002地表水环境质量标准》和《GB/T5749-2006生活饮用水卫生标准》中规定的二氯苯指标及限值。
2.3.2精密度
以低浓度二氯苯标准样品进行11次重复性测试,计算其精密度。
本文研究1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯测试结果分别为标准偏差0.140、0.138、0.135;相对标准偏差2.36%、2.42%、2.36%。
2.3.3准确度
以某地原水为本底水样,对不同浓度实际样品进行加标测试,本文研究1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯加标回收率测试结果分别为95.5%、91.6%、91.4%。
2.3.4分析条件的影响
2.3.4.1萃取溶剂的选择
萃取剂的选择应考虑其成本、稳定性,以及对环境和人体影响。以试验准确度来说,选择密度大于水的萃取剂,方便多次萃取,提高回收率。萃取液在色谱图上会形成溶剂峰,当目标物出峰时间早,溶剂峰将会盖住目标峰;当溶剂峰拖尾较长也会影响目标峰,因此也要考虑目标物在色谱图上的出峰时间。
本文研究选取了石油醚(HPLC)作为萃取剂,取石油醚浓缩后,采用与样品同样的分析方法进行测定。从色谱图上看,未见目标物出峰处有干扰物存在,溶剂峰也不影响目标物出峰,峰形良好,回收率稳定,符合要求。
2.3.4.2色谱柱的选择
选择毛细管柱,主要考虑的因素有:固定相、内径、柱长、膜厚。本文研究选取了Rtx-5和Rtx-Wax,RTX-5是弱极性柱,应用范围广泛,是较为通用的色谱柱。Rtx-Wax是极性柱,主要应用于分析醇类、溶剂、芳香族、香料、精油药物等方面。在选用Rtx-5按本文方法进行测试时,发现1,2,3,5-四氯苯和1,2,4,5-四氯苯不能很好的分离,而采取Rtx-wax时,能有效分离。
2.3.4.3进样方式的选择
气相色谱仪的进样模式可分为三种:直接进样、分流和不分流进样。本文采用的是分流进样,可根据实际情况决定合适的分流比,目标峰偏大,则增大分流比;偏小而无法检测时,则缩小。研究表示分流比为1:60时较为合适,目标峰能够很好分离成形。
3.结论
本文以气相色谱法测定水中氯苯类化合物进行分析研究,通过对萃取剂、色谱柱、进样方式的选择来优化方法,最后选用石油醚为溶剂进行萃取前处理,色谱柱采用Rtx-Wax毛细管柱,进样方式设置为分流进样,分流比1:60,用带有电子捕获检测器(ECD)的气相色谱仪进行分析测定。本文以二氯苯的研究实验数据为例:1,4-二氯苯、1,3-二氯苯、1,2-二氯苯的线性相关系数分别为0.9996、0.9995、0.9992,检出限分别为0.065µg/L、0.068µg/L、0.057µg/L,测定下限分别为0.26µg/L、0.27µg/L、0.23µg/L,方法测定精密度分别为2.36%、2.42%、2.36%;对实际水样加标回收率在91.4%~95.5%之间。
研究表明优化方法后的气相色谱法测定水中氯苯类化合物线性良好,精密度及准确度较高,符合日常实际水质检测要求,是较为稳定便捷的测定水中氯苯类化合物的分析方法,值得推广应用。
参考文献
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