土壤和沉积物中环氧丙烷的吹扫捕集GC-MS测定法

周彦凯，施琴芝，张 璐，方明月，高 飞

(浙江易测环境科技有限公司，浙江 宁波 315000)

环氧丙烷(PO)含有环氧基，化学性质活泼，易开环聚合，是一种重要的有机化工原料。作为丙烯系的第三大衍生物，其最大用途是制备聚醚多元醇，也可生产丙二醇及非离子型表面活性剂[1]。它是有毒物质，对粘膜和皮肤有刺激性，可损伤眼角膜和结膜，引起呼吸系统疼痛，皮肤灼伤和肿胀，甚至组织坏死[2]。目前，我国还没有颁布环氧丙烷的土壤分析方法[3]。环氧丙烷沸点低，易挥发，需要用针对挥发性有机物的方法进行测定。如今采用吹扫捕集气相色谱质谱法测定土壤和沉积物中的环氧丙烷含量。吹扫捕集法的特点是无需对样品进行前处理，不仅节省了做样时间，不会对环境造成二次污染。还避免了样品在前处理过程中的损耗，从而提高了精密度和准确度。气相色谱质谱法的特点在于能够准确定量的同时，还可通过保留时间、质谱图或特征离子对目标物质准确定性。相比双柱定性，不仅节省时间而且准确度高。通过实验，开发了通过吹扫捕集对样品进行处理，用气相色谱分离环氧丙烷，质谱进行定性、定量的测定方法。

1 实 验

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪 器

吹扫捕集仪(Tekmar ATOMX XYZ)；GCMS-QP2010 Plus气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司；InertCap 624毛细管柱(柱长60 m；内径0.25 mm；膜厚1.40 μm)。

1.1.2 试剂和材料

空白试剂水、环氧丙烷试剂(分析纯，AR，纯度≥99.5%)、氦气(纯度≥99.999%)、氮气(纯度≥99.999%)。

1.2 方 法

(1)土壤和沉积物样品的采集分别参照HJ/T 166和GB17378.3的相关规定。

(2)采样前，在每个40 mL棕色样品瓶中放一个磁力搅拌子，加瓶盖密封后，称重后在瓶身上记录其重量。采样时，用采样器采集约5 g样品到样品瓶中，清除掉样品瓶螺纹上的样品并及时加瓶盖密封样品瓶[4]。

1.3 仪器条件

1.3.1 色谱质谱条件

如表1所示。

表1 色谱质谱条件

1.3.2 吹扫捕集条件

如表2所示。

表2 吹扫捕集条件

1.3.3 色谱保留时间、定量和定性离子

如表3所示。

表3 目标物的保留时间、定量离子和定性离子

1.4 标准曲线

在各个进样瓶中加5 g石英砂，用微量注射器分别移取五个梯度体积，浓度为7.50 μg/mL的标准贮备溶液至样品瓶，再用空白试剂水稀释定容至5 mL，依次按照条件进行测定。标准曲线如表4所示。曲线Y=1004.251X+0.0，R2=0.995，R=0.997。

表4 标准曲线

1.5 测 定

晃动采完样的样品瓶，确认瓶中样品能够自由移动，称量并记录样品瓶重量，用去离子水定容到5.0 mL，按照条件进行测定。

1.6 计 算

式中：ω——样品中目标物的含量，μg/kg

5——试料体积，mL

ρ——Ⅱ中目标物的质量浓度，μg/L

w—样品的含水率，%

m—样品量，g

2 结 果

2.1 样品总离子流(TIC)图

如图1所示。

图1 环氧丙烷标准总离子流图

2.2 方法检出限、定量限和线性范围

按照环境监测分析方法标准制修订技术导则[5]，当取样量为5 g时，计算环氧丙烷的检出限。定量限为计算所得检出限的4倍。线性范围根据曲线计算。结果如表3所示。

2.3 精密度和回收率

在线性范围内配制高低2个浓度，每个浓度6个，共计12个加标样。进行精密度和加标回收率测定。测定结果如表4所示。

表4 精密度和回收率

3 讨论与结论

3.1 曲线范围

参照现有关于环氧丙烷测定的论文资料[6]，结合实际测定中土壤和沉积物环氧丙烷不易检出，因此选择了低浓度范围的曲线，根据实际检测需求，可配制高浓度范围的曲线，分析时调高分流比，以免高浓度样品污染质谱影响仪器使用或造成峰形拖尾影响定量准确性。

3.2 注意事项

因为环氧丙烷易挥发，且有毒。在环氧丙烷标准品的保存上需格外注意，要在避光、干燥、冷藏条件下保存。