气相色谱法测定饮用水中半挥发性有机物的研究

鞍山市职业病防治院 （辽宁 鞍山 114000）

内容提要： 文章在阐述气相色谱法概念与技术特点的基础上，结合国家标准方法GB/T5750.9-2006对饮用水中常见的几种半挥发物进行快速检测，仪器主要参数有：进样口温度280°C，温度以每分钟上升13°C的速率上升到245°C并维持9min。研究结果表明，饮用水中半挥发性有机物回收率为84.5～98.0%，相对标准误差为1.6～5.2%，最低检出浓度为0.001mg/L。将气相色谱法应用于饮用水中半挥发性有机物检测领域中，具有快捷、准确、节能、技术含量高等优势。

饮用水的安全与人们的生命健康水平密切相关，而饮用水水体质量的检测是当下饮用水处理过程中的关键一环，其运行质量与效率直接影响水处理效果。有统计资料记载，目前水质检测的指标已超过了100项。气相色谱法为上个世纪50年代发展起来的一项检测技术，其能实现对复杂混合物成分的分析。在生产、管理及运输等多种因素的作用下，饮水资源被污染的现象频频发生，而半挥发性有机物（SVOCs）是罪魁祸首。SVOCs在水体中的含量偏低、类型繁多、理化性质问题、对人体健康形成较大危害。本文主要探究气相色谱法在SVOCs检测领域中的应用。

1.气相色谱法的概念

气相色谱法也被称之为层析法，在水质分析以及化学物质检测领域中有广泛应用。该种技术最初被应用于植物色素分离领域中，首先其将掺杂植物色素的石油醚整合至含有碳酸钙的玻璃试管内，玻璃试管会形成颜色混合的谱带，其次再利用纯石油醚冲洗，此时谱带将会逐渐分开成几种颜色不同的谱带，连续冲洗后将会获得多样颜色的色素，最后对获得的色素进行鉴定分析，色谱法由此而命名[1]。

2.气相色谱技术的特点

2.1 分辨率较高

在饮用水水质检测过程中，气相色谱法可以应用一根根色谱柱形成数以千计且可分离的搭板，甚至能用“万”这一单位计量，该种技术能明显提升分离效率。特别是针对一些分辨困难、分辨率偏低或相似度较高的物质，均能实现有效分离。

2.2 灵敏性高

水质检测中应用设备仪器一般是具有便于携带、灵敏度高等特征，能够检出饮用水内体型微小的物质。气相色谱法不仅具备以上基本功能，还能实现对空气内某种污染物的检测，灵敏度高、适用范畴广宽，仪器也体现出便捷性。

2.3 分析快速

以往，在对水质检测过程中通常会耗用较长时间，而气相色谱法的应用能明显减缩检测时间，这得力于该方法的智能化分析处理能力，能快速获得检测结果[2]。

2.4 高选择性

在饮用水中，通常会涵盖相似度较高的物质，在对该种物质检测过程中通常会遇到较大难度与阻力。气相色谱法能分离成分复杂的物质，实现定量定性分析，可见该检测技术选择性较高。

3.气相色谱法在饮用水中半挥发性有机物测定中的应用

3.1 材料和方法

3.1.1 仪器与试剂。7890A气相色谱仪电子捕获检测器、Elite-1701毛细管柱；载气：高纯氮气；石油醚；无水硫酸钠：经500°C高温烘烤4.2h后放置在燥器内以备用。本次实验研究中所选用的饮用水内不掺杂有机物，电导速率＜0.5μs/cm。标准品：1，3，5-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，2，3-三氯苯、1，2，4，5-三氯苯、1，2，3，4-三氯苯、五氯苯、六氯苯、α-666、γ-666、七氯。

3.1.2 方法。（1）设定色谱条件：进样口温度280°C；恒压21psi；分流比14:1；柱体温度165°C维持保持8min，按照程序法将温度以每分钟上升13°C的速率上升到245°C并维持9min，检测器温度345°C。（2）样品前处理：利用量筒精确量取500mL饮用水样品，并将其整合至1000mL分液漏斗内，兑入5mL石油醚，充分振荡4min，静置以分层，弃去水相，获得萃取液后经无水硫酸钠脱水处理后，供SVOCs测定备用[3]。依照以上流程进行对照试验、加标回收试验。

3.2 结果

3.2.1 标准工作曲线。在选用的色谱工作条件下，人工进样量为3μL，获得10种SVOCs的气相色谱图（见图1），横、纵坐标分别为为10种SVOCs样品标准的浓度、特征峰的峰面积。

3.2.2 精密度试验。取适量标准品样品，依照（0.005mg/L、0.1mg/L、0.40mg/L）2个浓度测试，分别进样5次，相对标准误差为1.6～5.2%。本文如下统计1，3，5-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，2，3-三氯苯三种组分的精密度试验检测结果（见表1）。

3.3 回收率试验

将两种不同浓度的标准样品加入水样内，样品含量均为0，和样品一并进行前处理，检测回收率。饮用水中10种SVOCs的回收率取值范围为84.5～98.0%[4]。

图1.10种SVOCs气相色谱图（1→1，3，5-三氯苯、2→1，2，4-三氯苯、3→1，2，3-三氯苯、4→1，2，4，5-三氯苯、5→1，2，3，4-三氯苯、6→五氯苯、7→六氯苯、8→α–666、9→γ–666、10→七氯。）

表1.精密度试验结果(n=5)

3.4 各个组分的定量定性测定

量取以上10种SVOCs标准样品单独进样，设定每种有机物的保留时间，基于保留时间定性，利用外标法勾画标准曲线进行定量。最低检出浓度为0.001mg/L。

3.5 仪器参数的设定温度

色谱柱温度对饮用水SVOCs的分离效果形成较明显影响，在设定过程中应考虑热力学与动力学因素、分离效能与分析速度[5]。结合既往经验与样品沸点与分析时间，对比分析实验研究中所获得的色谱图，获得最适温度是色谱柱的初始温度（160°C），维持时间为8min；温度以每分钟上升13°C的速率上升到245°C并维持9min。分流比：为保证峰形与信噪比，拟定应用分流模式，分流比14:1；检测器：ECD对10种SVOCs体现出较高敏感度，故而拟定应用ECD作为检测器；色谱柱：结合被测组分的极性选用Eilte-1701毛细血管（31m×0.32m，0.25μm）；柱压：为实现基线分离目标，本次研究中采用恒压方法，压力21psi。

4.结束语

水是生命的根源，所有生命活动均与水密切相关。国家环境保护“十二五”规划中明确指出维护饮水资源安全、干净的重要性。在这样的情景下，水质检测工作的运行质量逐渐得到了国家相关部门的重视。本文采用气相色谱法检测饮用水种10种SVOCs，实验表明，该种检测方法快速、准确，能够为人民饮用安全卫生水作出一定贡献。