色谱法测定水中苯乙烯的实验室应用

2015-02-03丁丽莉

油气田环境保护 2015年1期

关键词：萃取液苯乙烯容量瓶

丁丽莉

（中国石油抚顺石化公司）

色谱法测定水中苯乙烯的实验室应用

丁丽莉

（中国石油抚顺石化公司）

文章通过“溶剂萃取-毛细管柱气相色谱法测定水中苯乙烯”方法的实验室应用，进行了曲线制作、验证、标准样品的实际测定，允许相对偏差、相对误差及加标回收率均符合方法要求，验证了气相色谱法测定苯系物（程序升温和分流进样），具有较高的精密度和准确度。同时证明了在此实验条件下采用“溶剂萃取-毛细管柱气相色谱法测定水中苯乙烯”的方法可行。

苯乙烯测定；溶剂萃取；气相色谱法

0 引言

苯系物是空气中最重要的污染物之一，主要通过化工生产的废水和废气进入水环境和大气环境。苯系物微溶于水，降水可从大气中凝聚挥发性苯系物，直接或间接地进入地表水中。因此，苯系物的测定可在一定程度上反映原水、废水与工业生产用水的水质污染状况。

水中挥发性苯系物（BTEX）主要来源于工业废水，通常包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异丙苯和苯乙烯8种化合物。苯乙烯为无色透明油状液体，有渗透性气味，极微溶于水。人体可通过呼吸道及皮肤接触摄入苯乙烯，一旦摄入，将有3%～20%不能被排出体外，属致癌物质。

本实验引用GB／T5750.8—2006《生活饮用水标准检验方法有机物指标》，通过不同方式重复测定样品，以获取方法的精密度、准确度，从而确定“溶剂萃取-毛细管柱气相色谱法测定水中苯乙烯”方法的可行性。

1 方法原理及实验准备

1.1 方法原理

水中苯系物经二硫化碳萃取后，用硫酸-磷酸混合酸去除醇、酯、醚等干扰物质，用气相色谱氢火焰检测器测定，以相对保留时间定性，外标法定量［1］。

1.2 测定范围

当取样量200mL，用5mL二硫化碳萃取，进样量1μL，最佳线性范围为0.006～1.0mg／L。

1.3 仪器与设备

气相色谱仪（GC-2014C）；氢火焰离子化检测器；工作站；色谱柱：弹性石英毛细管柱，30m×0.25mm×0.25μm；微量注射器：100，25，1μL；分液漏斗：250 mL；振荡器。

1.4 试剂配制

苯系物储备液的配制

采用直接称量法配制苯系物标准储备液（2.0 mg／mL）。

先分别向3个10mL容量瓶中加少量甲醇，称量。分别准确加入间二甲苯、邻二甲苯和苯乙烯各20mg（用微量注射器快速加入），立即用甲醇溶解并稀释至刻线，具塞、摇匀。

苯系物混合标准使用液（20μg／mL）的配制

分别准确吸取苯系物标准储备液1.00mL于一个100mL容量瓶中，用纯水稀释至刻线，摇匀。

2 实验室分析

2.1 绘制曲线

分别取苯乙烯标准使用液0，0.10，0.50，1.0，5.0，10mL于200mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度，配制成0，0.01，0.05，0.1，0.5和1mg／L的标准系列，然后分别转移到250mL分液漏斗中，加盐酸调节pH值呈酸性，加入3～4g氯化钠，溶解后加5.0mL二硫化碳，立即具塞，于振荡器上振摇3min，中间不时放气，静置分层，弃去水相。萃取液经无水硫酸钠脱水后，转入5mL具塞比色管中，将上述不同浓度的萃取液分别注入色谱仪（进样时分别用洁净微量注射器于待测样品中抽吸几次，排除气泡，取1μL样品迅速注入色谱仪中，并立即拔出注射器）。测得峰高或峰面积，以苯乙烯的峰高或峰面积为纵坐标，以苯乙烯组分质量浓度为横坐标，绘制各组分的工作曲线。曲线如图1所示。

图1 苯乙烯工作曲线

由图1几点回归线性上看，苯乙烯工作曲线符合要求（要求r≥0.99）［2］。

2.2 曲线的检验

2.2.1 标准样品的检验

配制苯系物混合物标准样品：取苯系物储备液中间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯各0.5mL置入100mL容量瓶中，用水稀到刻线，混匀。浓度为10μg／mL。取上述溶液5mL于200mL容量瓶中，用纯水稀释至刻线，配成浓度为0.25μg／mL的样品溶液，苯乙烯含量50μg。

取上述溶液13mL于200mL容量瓶中，用纯水稀释至刻线，配成浓度为0.65μg／mL的样品溶液，苯乙烯含量130μg。

同时对上述两种标准样品分别做6个平行实验，如表1、表2所示。

由表1、表2可看出相对偏差和相对误差均在范围（允许相对偏差≤20%，相对误差≤10%）内，精密度和准确度合格，说明曲线合格［3］。

表1 标准样品1平行实验

表2 标准样品2平行实验

通过上述两种浓度的标准样品进行分析，证明此方法的精密度和准确度较好［4］。

2.2.2 加标回收实验

将0.25μg／mL的样品做为基体试样，向试样中加入已知量的苯乙烯，计算回收率。

加入标准溶液浓度的确定：取苯乙烯储备液2mL于100mL容量瓶中，用水稀至标线，混匀，即为40μg／mL的苯乙烯溶液。

加标量的确定：因基体试样中含苯乙烯量为50 μg，加标量为其0.5～2倍，即25～100μg，其加标体积为：0.625～2.5mL，取2.0mL进行实验，则加标量为80μg。

标准样品的加标回收率分析结果见表3。

表3 标准样品的加标回收率分析

由表3可看出，此标准样品的加标回收率为94.8%，在有效范围（80%～120%）内，说明此次实验准确性较好［3］。

2.3 样品分析

2.3.1 样品的预处理

洁净的水样：取200mL水样于250mL分液漏斗中，加盐酸调节pH值呈酸性，加入3～4g氯化钠，溶解后加5.0mL二硫化碳，立即盖上盖，于振荡器上振摇3min，中间不时放气，静置分层，弃去水相。萃取液经无水硫酸钠脱水后，转入5mL具塞比色管中，供色谱分析。

污染较重的水样：水样若浑浊取离心后的上清液，按洁净水样萃取后，弃去水相，于萃取液中加入0.5～0.6mL混合酸，开始缓缓振摇，然后激烈振摇1min（注意放气），静置分层，弃去酸层，反复萃取至酸层无色为止，最后用硫酸钠溶液（200g／L）和纯水洗萃取液至中性，萃取液经无水硫酸钠脱水后，转入5mL具塞比色管中，供色谱分析。

2.3.2 色谱仪的设定参数

进样口温度：210℃。柱箱温度：起始温度50℃，保持10min，以10℃／min的速度升至80℃，保持3min。检测器温度：220℃。气体流量：载气（N2）2.0mL／min（或根据分离情况调节载气流量），氢气35mL／min，空气350mL／min，尾吹气流量30mL／min。进样方式：直接进样，分流比2∶1［5］。

2.3.3 进样

用洁净微量注射器于待测样品中抽吸几次，排除气泡，取1μL迅速注入色谱仪中，并立即拔出注射器。进样时要注意进样的速度，快进快出［6］。样品采集后，一定要等待所需要的峰全部出完。

2.3.4 结果

在色谱仪上可以直接读取数据。

2.4 实际样品分析

现场采集500mL污水场出水的样品作为实际样品，向500mL样品中加入12.5mL浓度为0.25μg／mL的苯系物储备液（含有间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯），然后分别取两个200mL作为样品，其中一个做为基体试样，向另一个样品中加入40μg／mL的苯乙烯2.00mL作为加标试样，制作以实际样品为基体的加标回收实验。

将两个样品分别按照操作步骤进行测定，测定结果见表4。