浅谈气相色谱法测定污水中苯系物

李 平，张涌飞

（东莞市大成环境检测有限公司，广东 东莞 523000）

浅谈气相色谱法测定污水中苯系物

李 平，张涌飞

（东莞市大成环境检测有限公司，广东 东莞 523000）

顶空气相色谱法是一种非常简便的分析方法，可直接把样品放入顶空瓶中分析，减少了样品基质对分析的干扰，适应于液体或固体样品中低沸点挥发性化合物的分析。文章对顶空气相色谱法测定制药工业污水中的甲苯含量进行了分析。

顶空气相色谱法；工业污水；甲苯测定

制药行业作为苯系物的重要污染源之一，其生产排放废水中的苯系物含量是环境监测部门的重点监测项目。目前分析水中苯系物含量的标准方法有气相色谱法（GB/T 11890－1989）、吹脱捕集法等。GB/T 11890－1989制定年代较早，而新的替代标准还未发布，受当时各方面条件限制，该方法操作繁琐、分析效率低下，且因使用注射器作为顶空容器加热平衡而存在不安全因素；而吹脱捕集法需要较高的仪器成本投入，且不适宜较高苯系物含量样品的测定。笔者使用顶空仪和气相色谱仪测定制药工业污水中的甲苯含量，操作简便、快速，重现性较好，检出限较低。该法使用专用顶空瓶替代注射器，密封性好且不受平衡温度限制，操作安全。

1 甲苯测定意义

甲苯是苯系物的一种，苯系物对人体和水生生物均有不同程度的毒性。1989年，我国水环境优先控制污染物中包括6种苯系物，美国1977年公布的水中129种优先控制污染物中苯系物有3种。自然环境中本不存在苯系物，自然界中发现的苯系物均源于人类活动，苯系物主要是通过工业活动所产生的废水和废气进入水环境和大气环境。苯系物的工业污染源主要是石油、化工、炼焦生产的废水。苯系物作为重要的溶剂和生产原料有着广泛的应用，在油漆、农药、医药、有机化工等行业的废水中含有较高含量的苯系物。为了在发展经济的同时保护我们的生活环境，国标均对苯系物的排放浓度限值作出了规定。苯系物的测定对于管理部门了解区域河流污染情况、饮用水质量以及保障区域人们用水安全、调整区域宏观政策等具有十分重要的意义。

2 实验部分

2.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：Agilent 6890N型，带有FID检测器，美国安捷伦科技有限公司；顶空进样仪：Agilent G1883A型，带有20 m L顶空瓶，美国安捷伦科技有限公司；甲苯标准溶液：1 000 mg/L，批号438101，国家环保总局标准样品研究所；甲醇：色谱纯；实验用水为蒸馏水。

2.2 标准溶液的配制

一级稀释：取适量的甲苯标准溶液，用甲醇稀释定容为1 mg/L；二级稀释：取适量上述一级稀释溶液，用蒸馏水分别稀释定容为0.002、0.005、0.010、0.020、0.040、0.060、0.080、0.100 mg/L的标准工作溶液。

2.3 顶空进样仪条件

平衡温度：80 ℃；定量管温度：90 ℃；进样传输管温度：105 ℃；平衡时间：20.0 min；加压时间：0.2 min；定量管填充时间：0.2 min；定量管平衡时间：0.05 m in；进样时间：1.0 min。

2.4 气相色谱仪条件

色谱柱：INNOWAX（19091N－113），30 m×0.32 mm，0.25 m，美国安捷伦科技有限公司；进样口温度：150 ℃；检测器温度：250 ℃；柱温：60 ℃，恒定15 min；载气：氮气，柱流量1.9 m L/m in，线速度34 cm/s；进样口恒压62 kPa；进样模式：分流进样，进样比为 1∶1；检测器中燃气（氢气）、助燃气（空气）、补充气（氮气）流量分别为35 mL/min、350 mL/min、30 mL/min。

2.5 样品测定

按以上 3、4点顶空进样仪和气相色谱仪条件，取 10 m L水样于20 m L顶空瓶中并用专用工具密封，再将装有样品且密封好的顶空瓶置于顶空进样仪上进行顶空进样、气相色谱分析。

3 结果与讨论

3.1 顶空平衡温度

温度是影响气、液两相平衡的重要因素，因此，顶空平衡温度直接影响着顶空瓶中顶空气体所含待测组分的浓度。平衡温度越高，顶空气体中所含待测组分的浓度越大，分析灵敏度也随之提高。但平衡温度不能太高，因温度太高会导致水蒸气增多，从而影响色谱柱等仪器部件的寿命，一般以不高于待测组分沸点10 ℃为宜，本实验设置平衡温度为80 ℃。

3.2 顶空平衡时间

保持顶空平衡温度为 80 ℃，设置不同的顶空平衡时间，其它条件不变，分析同一甲苯标准样品，甲苯色谱响应值（峰面积）与顶空平衡时间相关图见图 1。随着顶空平衡时间的增加，甲苯色谱峰面积呈现先增加、后平稳、再下降的趋势，原因可能为在达到待测组分最大浓度平衡后，由于密封损失导致顶空气体中待测组分浓度下降。本实验设置平衡时间为20 m in。

图1 色谱峰面积与顶空平衡时间的关系

3.3 定量管填充时间和样品基质

较短的填充时间有利于提高顶空分析的灵敏度，本实验设定定量管填充时间为12 s。报导顶空分析时，向顶空瓶中加入盐析剂氯化钠可以降低待测组分在液相中的浓度，使气相中的待测组分浓度增加，从而提高分析灵敏度。本实验考虑到甲苯在水中的溶解度较低，氯化钠盐析剂对实验的影响并不明显，故为简化实验操作，未添加氯化钠盐析剂。

3.4 标准曲线方程

按以上样品分析步骤分析中配制的标准工作溶液，以甲苯在FID检测器上的响应值A（色谱峰面积）和甲苯浓度c进行线性拟合，求得线性方程为A＝75.41c＋0.0376，线性相关系数为0.9999。

3.5 方法的检出限

按样品分析步骤分析甲苯浓度为 0.005 mg/L的标准溶液，利用Agilent化学工作站软件求得甲苯峰附近的信噪比为5.8，按照信噪比为2计算检出限为0.002 mg/L，低于GB/T11890－1989中规定的0.005 mg/L。

3.6 可靠性试验

按样品分析步骤分析不同浓度的标准样品，测定结果见表1。

表1 标准样品测定结果（n＝5）

选择95%置信度，查t分布表得t＝2.776，表1中各组t值均小于2.776，因此分析结果与标准样品浓度无显著性差异，说明该法测定结果可靠。

3.7 回收试验

取甲苯本底值为0.0232 mg/L的宁波某制药厂外排工业污水，分别准确定量加入配制的甲苯标准溶液，混匀后按样品分析步骤分析甲苯含量，测定结果见表2。

表2 回收试验结果（n＝5）

4 结束语

综上所述，采用顶空气相色谱法测定制药工业污水中的甲苯含量。与GB/T 11890－1989相比，本方法操作简便、快速、安全，测定结果的精密度和准确度较高，检出限低于GB/T l1890－1989规定，可以用于制药行业工业污水中甲苯含量的测定以及其他苯系物含量的测定。

Discussion on Determining BTEX in Wastewater Using Gas Chromatography

Li Ping，Zhang Yongfei

The heads pace gas chromatography method is a very simple analysis methods that can be directly analyzed the sample into the vial, and reduce the analysis’ interference of sample matrix. It is suitable for the analysis of low boiling point volatile compounds in liquid or solid samples. In this paper, heads pace gas chromatography method for the determination of toluene in the water content of pharmaceutical industry is analyzed.

heads pace gas chromatography; industrial wastewater; measure toluene

TH833

A

1000－8136（2010）36－0024－02