吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定地表水中苯和甲苯

武开业 刘慧

1.陕西省榆林市环境监测总站；

2.陕西省榆林市环境科技咨询服务部，榆林 719000

吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定地表水中苯和甲苯

武开业1刘慧2

1.陕西省榆林市环境监测总站；

2.陕西省榆林市环境科技咨询服务部，榆林 719000

建立了吹扫捕集-气相色谱-质谱检测地表水中苯和甲苯残留量的方法，选择离子扫描模式检测，在10μg/L～100μg/L 范围内呈现良好的线性关系,相关系数大于0.9997，在10、20μg/L 添加水平下, 苯和甲苯的加标回收率在98.3%～101.2%之间,方法的检出限为5.0μg/L，该方法灵敏度高,分离效果良好,能有效地消除复杂基质带来的干扰,可以作为地表水中苯和甲苯残留量的检测和确证方法。

吹扫捕集；气相色谱-质谱法；苯；甲苯；地表水

Purge&Trap;Gaschromatography-massspectrometry; benzene;tolune;Surface water

引言

苯（Benzene， C6H6）在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示。因此苯也可表示为PhH。甲苯是一种无色，带特殊芳香味的易挥发液体。

甲苯是芳香族碳氢化合物的一员，它的很多性质与苯很相像，常常替代有相当毒性的苯作为有机溶剂使用，还是一种常用的化工原料，可用于制造炸药、农药、苯甲酸、染料、合成树脂及涤纶等。同时它也是汽油的一个组成成分。

水中苯和甲苯常用的检测方法是顶空气相色谱法以及二硫化碳萃取气相色谱法，水样预处理方法一般采用顶空法。本文采用吹扫捕集前处理，气相色谱质谱法同时检测水中的苯和甲苯，方法简便、快速、准确，并应用于实际水样的测定，取得了满意的结果。

近年来，有机物残留对于地表水的影响呈上升趋势，快速准确的对其残留进行定性定量分析日益受到人们的关注，吹扫捕集-气相色谱-质谱联用（GC-MS）是鉴定有机物残留的有效手段，具有快速、准确、灵敏、检出限低的特点，本文应用吹扫捕集装置及气质联用仪建立了苯和甲苯残留同时检测的方法，测定结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

气相色谱(Trace GC Ultra)-质谱(DSQⅡ)联用仪(Thermofisher公司)；TRACE TR-WaxMS高温石英毛细管色谱柱(30m×0.25mmID，0.25μm film)；苯、甲苯标准溶液(1000mg/L，国家环保局标准物质研究所)；CDS8000吹扫捕集仪、超纯水由Millipore超纯水机制备。

1.2 气相色谱-质谱条件、吹扫捕集条件

载气：高纯He；载气流量控制方式：压力控制；流速：1.0 mL/min， 恒流模式，进样量1μL，分流进样（分流比20：1）；进样口温度：180℃，质谱检测器温度200 ℃；离子源：电子轰击离子源（EI）；电子能量：70eV；传输线温度230℃；检测模式；选择离子扫描模式检测，扫描特征离子m/z：苯，77，78；甲苯，91，92；溶剂延迟3分钟。升温程序：恒定温度80℃，保持10min，苯和甲苯的出峰时间分别为3.79，4.35 min，根据苯和甲苯的特征离子进行定性分析，根据总离子流图（TIC图）对应峰面积大小进行定量分析。

吹扫捕集条件：

流速40mL/min；自动排液；阀温150℃；GC传输线温度230℃；湿捕集温度40℃；湿捕集烘烤温度200℃；预捕集1min；吹扫11min；捕集温度40℃；干捕集温度40℃，2min；解析预加热255℃；解析捕集260℃，2min；捕集烘烤280℃，5min；

1.3 苯和甲苯标准溶液的配制

用微量注射器器分别取1000mg/L苯和甲苯标准溶液1、2、5、8、10uL于100mL棕色容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线，制得10、20、50、80、100ug/L苯和甲苯标准使用液，用于制作标准曲线。

1.4 水样的采集和保存方法

苯和甲苯在水中不稳定，易挥发，用玻璃磨口瓶采集样品，采样前用水样将采样瓶冲洗2～3次，取样后加入一定量盐酸，水样有余氯时应该用硫代硫酸钠脱氯后低温保存，尽快过柱，萃取分析。

2 结果与讨论

2.1 标准物质总离子流图和MS图

本方法选用TRACE TR-WaxMS毛细柱，因为全扫描图谱的背景干扰非常严重，而实验测定的水样所含目标化合物含量不高，所以本实验不采用全扫描，在选定的色谱条件下对苯和甲苯进行选择性离子扫描( SIM) ，作出总离子流图(图1) ，对其进行定量鉴定，SIM的优势在于仅对目标化合物的特征离子进行扫描，减少了背景干扰，所以能够很大的提高检测限和灵敏度，可以准确对目标化合物进行定性和定量检测[4]。

2.2 标准曲线、精密度和检出限

当选取10、20、50、80、100ug/L 5个浓度时，苯和甲苯的标准工作曲线分别为Y＝3.19×106 X-2.36×107，相关系数为0.9997，Y＝2.98×106 X+1.79×107，相关系数为0.9998，方法检出限为5μg/ L，每个浓度做三个平行实验，RSD在2.75%～3.01%之间，说明本方法用于地表水中苯和甲苯的检测结果是可靠的。

2.3 样品测定结果

图1 苯和甲苯的总离子流图( TIC)Fig. 1 Total ion chromatogram of benzene and tolune

表1 地表水样品测定结果及回收率

表2 化工厂上游地表水样品测定结果及回收率

表3 化工厂排污口废水样品测定结果及回收率

2.3.1 地表水样品测定结果

我们对无定河某支流水样进行了监测，重复测定六次，因为实际水样中有可能同时含有这两种物质，所以我们分同时加入苯和甲苯来计算加标回收率，结果见表1。

2.3.2 农药生产废水样品测定结果

我们对某化工厂上游和排污口未经处理生产废水分别进行了取样监测，每个水样重复测定六次，结果见表2，表3。

3 结语

研究结果表明，本方法前处理简单，回收率比较高，线性关系和检出限都比较理想，能够同时对目标化合物进行定性和定量检测，适合于地表水中苯和甲苯的检测。

[1]GB/T 575019-2006生活饮用水标准检验方法农药指标[ S]

[2]肖涵，张承聪，孙文通.汽油中苯的测定.分析实验室, 2005年11期

[3]陆宗侠.合成洗涤剂工业的“三废”污染现状及治理途径[J].日用化学工业，1981年02期

[4]刘国坤.苯在铂和铑电报上的电化学行为的共焦显微拉曼研究[D].苏州大学学报，2002年

[5]张潜,黎源倩,陈刚.固相萃取-气相色谱法测定饮用水中15种农药残留.中国卫生检验杂志,2007,17 (12): 2147 2150

[6]董静，潘玉香,朱莉萍.果蔬中54种农药残留QuEChERS/GC-MS快速分析.分析测试学报 , 2008, 27(1) :66

[7]孙悦,王卫，唐素芳.顶空气相色谱法测定盐酸帕罗西汀中残留的有机溶剂及基质效应考察.药物分析杂志,2010 (5) : 963

Determination of Benzene and Tolune in Surface Water Using Purge & Trap -Gas Chromatography-Mass Spectrometry

Wu Kaiye1Liu Hui2
1.The Environment Monitoring Center of Yulin in Shaennxi Provinc
2.The Environment Science Consult Center of Yulin ino Svhinacnen x7i1 P9r000，China

We developetdh e methodf or the determina tion of benzenae nd tolunei n surface water by using the Purge & Trap- gas chromatograp-mhy ass spectrometr(y GC-MS). the SIM modei s use d to monitotr he object, good relativity was obtained when the linear range was betwe en 10～100μg/L.The recoverieos f the objec t compoun ds were between9 8.3%～101.2%，the determinatiloimn it is less than 5μg/L. The advantagoe f this methodi s simpler, apid and sensitive, obstructiofnr om the complesx ubstra te can be effectively remove,ds o this methodc an be applied to determine the content of benzene and tolune in surface water.

O658

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.010