生活饮用水中三氯甲烷和四氯化碳检测的仪器比对实验研究

张碧云

摘 要：文章主要对生活饮用水中三氯甲烷、四氯化碳的检测实验进行研究分析。其实验目的是为了区分在不同条件下对饮用水进行三氯甲烷、四氯化碳检测的方法之间的差异；实验需准备的材料主要就是仪器和试剂；实验操作为提取待检测物质，对提取成分进行进一步的分析测定，同时保证温度恒定，控制变量；而实验完成后对实验结果进行的数据处理的内容包括待测物质的线性范围含量、检出限、低浓度和高浓度下RDS的值以及平均回收率的大小。

关键词：生活饮用水；三氯甲烷；四氯化碳；仪器比对实验

中图分类号：R123.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）29-0171-01

生活饮用水需要进行消毒处理后才能进行使用，目前最常用的消毒处理方式为氯化消毒，然而这种消毒处理方式会产生毒副产物，其中最主要的就是三氯甲烷和四氯化碳。实验研究表明，三氯甲烷和四氯化碳主要会对人体的中枢神经系统造成损害，属于可疑致癌物。其中四氯化碳在较高浓度下会对粘膜有刺激性的作用，还会对中枢神经系统有麻醉作用，同时还会对肝、肾造成较为严重的伤害，具有致癌的可能。通常情况的，国家规定的标准的生活饮用水检验方法是利用静态顶空法，从而实现对三氯甲烷和四氯化碳指标的检测。

1 材料与方法

1.1 仪 器

实验仪器主要有安捷伦7890B-CTC和岛津2014，气相色谱仪、加热装置、保温装置、量取液体装置如移液器和注射器等。

1.2 试 剂

实验所需的试剂包括甲醇、超纯水、三氯甲烷标准液、四氯化碳标准液。

1.3 仪器条件

①色谱柱使用的是DB-5毛 细管色谱柱。产生色谱的温度条件包括保持柱温恒定为50℃、进样口和检测器的温度都保持在200 ℃。同时还需保证载气流量为1.0 mL/min，分流比5∶1。

②对于两种进样系统来说，首先需要保证两种系统的加热箱温度相同，本实验中均设定为40 ℃。而对于样品加热平 外，这两者的进样量也不同，自动进样系统的进样量为250μL，是岛津2014手动进样的8倍多，它的进样量只有30μL。

1.4 标准曲线的绘制

实验所取的三氯甲烷和四氯化碳标准液浓度均为1.000 mg/L。需要用标准液分别配置两种物质的储备液，本实验所配三氯甲烷、四氯化碳标准储备液的浓度分别200.000μg/L、100.000 μg/L。而在正式实验的时候还要将储备液再次进行稀释处理，稀释为储备液浓度的1/10。之后需要将两种液体进一步混合，制成混合标准使用液。之后就是配置不同浓度的使用液，此时需要利用100.000 mL容量瓶进行溶液配置的操作。在实验中一共配置了八种不同浓度的使用液，分别呈现梯度增加，以三氯甲烷的质量浓度为例，浓度分别设定为0.000 μg/L、0.200μg/L、1.000μg/L、2.000μg/L、4.000μg/L、10.000 μg/L、20.000μg/L和40.000μg/L，而四氯化碳质量浓度就分别为对应三氯甲烷浓度的一半。溶液配置工作全部完成后就是实际操作测定。首先取10.000ml标准使用液于顶空瓶中，之后将瓶子密封，同时使液体混合均匀。这两步操作完成后就可以把顶空瓶恒温加热，分别用自动和手动两种进样方式测定。记录测量数据，同时以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标绘制标准曲线。

1.5 样品的测定

将两份10.0 mL的混合标准液放入两个容量为20.0 mL的頂空瓶中，之后在上述已设置好的色谱条件下分别用自动进样和手动进样两种系统方法进行进样操作，同时保证温度恒定，控制好无关变量，利用ECD检测器进行检测测量。除此之外，还要保证有关变量时间定性、峰面积定量，最后利用外标法计算样品中三氯甲烷和四氯化碳的浓度。

2 结 果

2.1 线性范围及检出限

对检测结果进行数据分析，其中很重要的一项就是计算其线性范围。计算线性范围的数据依据就是在上述试验条件下测定出来的三氯甲烷和四氯化碳的混合标准溶液系列的峰面积。据此可以计算线性回归方程和相关系数。一般情况下，人为规定检出限用仪器的3倍噪声值来表示。在检出限下所得到的浓度数值即为最低检出浓度。

2.2 回收率和精密度实验

除了线性范围外，另一个比较重要的数据量就是回收率。为此，还需要进行回收率测定的实验。实验操作主要就是吸取低浓度和高浓度下的两份三氯甲烷和四氯化碳混合标准溶液放入生活的饮用水中，从而达到回收的目的。接下来就是进行数据的测量分析处理。根据数据处理结果可知：自动进样系统的回收率相较于手动进样的回收率更低。

至于精密度实验，它的前期准备操作与回收率实验基本相同，也是要在饮用水中加入两种浓度的混合标准液。之后就是要在相同条件下同时进行八次实验操作。实验结果表明，自动进样系统的精密度要比手动进样分析装置好的多。

3 分 析

气液的分配并不是一直呈现某一趋势的，终有一个时刻它会达到平衡状态，而且值得一提的是，这种平衡状态也不是稳定不变的，这是一种动态平衡，而且平衡状态的达到往往意味着某一变化量会达到峰值。对于本次的实验来说，在平衡状态达到峰值的就是气相中有机物的浓度。对于自动和手动进样两种系统来说，在相同的温度条件下，它们达到平衡的时间点也是不同的。测量结果表明，在平衡时间这一数据量上，安捷伦7890B-CTC所需时间比岛津2014仪器要少很多，后者是前者的三倍多。两种仪器分析三氯甲烷和四氯化碳的结果，见表1。

从表1中可以看到，在精密度的实验中，自动进样系统的效果更好，这是因为安捷伦 7890B-CTC装置具有净化功能，主要是利用氮气吹扫，避免了气体间的污染，从而精确度更高。相比之下，手动进样因为是人为操作的，精度等方面自然与机器是无法相比的。因而，自动进样设备的灵敏度会比手动的高很多。但是尽管如此，手动进样也有很多的优点是不容忽视的。而且虽然它的精密度没有自动进样的高，但这种方法得到的三氯甲烷和四氯化碳的检出限同样是符合国家标准的，对于设备比较落后的检测机构仍有很大的意义。

4 结 语

通过对这两种进样系统的分析，可得出如下结论：安捷伦7890B-CTC自动进样和岛津2014顶空手动进样这两种方法都可以实现对生活饮用水中三氯甲烷和四氯化碳项目的检测，只是存在着检测效果的差异，而对比结果表明安捷伦7890B-CTC的检测效果更好。因此，在条件允许的情况的，还是应该优先考虑自动进样系统。

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