吹扫捕集-气相色谱法测定水中挥发性石油烃（C6-C9）

2022-07-02许晓慧谷周雷刘卫郭颖超张云

能源与环境 2022年3期

许晓慧谷周雷刘卫郭颖超张云

（1 华北地质勘查局五一四地质大队河北承德 067000 2 桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林 541004）

随着社会的发展，石油已成为我们日常生活最依赖的能源之一，但是石油的开发利用和生产运输却引起了一系列的污染问题。挥发性石油烃是石油提炼、加工、运用等环节产生的污染物之一，它含有烷烃、环烷烃、芳香烃、苯系物等多种有害的有机物质，有些物质具有致癌症、致畸形和致基因突变的潜在威胁，严重危害人类生存的环境健康［1］。目前，我国石油烃检测技术尚不完善，过去比较经典的检测方法有红外分光光度法、紫外分光光度法，但是这些检测方法会用到有毒的试剂，灵敏度相对较低，已经不能满足现代社会的飞速发展需求［2-4］。依据《水质挥发性石油烃（C6-C9）的测定吹扫捕集/气相色谱法》（HJ 893—2017）［5］检测结果准确度较高，但是以4-溴氟苯为替代物。由于4-溴氟苯的出峰时间处于C6-C9之间，计算时必须先将4-溴氟苯的峰面积扣除，而仪器本身的工作站并不能将识别的4-溴氟苯的峰面积扣除，实现自动计算出样品含量，需要工作人员根据C6-C9和4-溴氟苯的峰面积计算出样品含量，工作量很大而且容易出错。本文用吹扫捕集-气相色谱法测定水中挥发性石油烃（C6-C9），采用外标法进行定量，前处理简单，实现工作站自动处理数据，检出限低、精密度和准确度高，稳定性好，适合环境样品分析。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

Atomx XYZ 吹扫捕集仪、Agilent8860 气相色谱仪、DB-624色谱柱、40 mL 吹扫瓶，厂家均为安捷伦科技有限公司。

常规无铅汽油（C6-C9）标准溶液（c=5 000 mg/L）、2-甲基戊烷标准溶液（c=2 000 mg/L）、正癸烷标准溶液（c=1 000 mg/L）、甲醇试剂，厂家均为上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 样品采集

样品采集的方法按照《地表水和污水监测技术规范》（HJ/T 91—2019）、《地下水环境监测技术规范》（HJ 164—2020）和《海洋监测规范第3 部分：样品采集、贮存与运输》（GB/T 17378.3—2007）的相关规定执行，采用40 mL 样品瓶，加入约0.3 g 抗坏血酸，采集满水样，使瓶中无气泡，加入几滴磷酸溶液，使样品pH≤2，以固定目标物，将瓶塞旋转拧紧，避免样品挥发损失，注明样品编号，全程序带样品空白。

1.3 仪器条件

（1）吹扫捕集仪器条件。吹扫温度为35 ℃；吹扫流速为30 mL/min；吹扫时间为11 min；脱附时间为0.5 min；脱附温度为190 ℃；烘烤温度为280 ℃；烘烤流速为200 mL/min；烘烤时间为2 min；进样体积为10 mL。

（2）气相色谱仪器条件。进样口温度为200 ℃；进样方式为不分流进样；柱流量为氮气8 mL/min；检测器温度为250 ℃；氢气为30 mL/min；空气为300 mL/min；柱温升温程序见表1。

表1 柱温升温程序

1.4 样品测定

取采集后的样品置于吹扫捕集样品盘中，按照相应位置编辑吹扫序列，选定吹扫方法，同步编辑气相色谱序列，保存并运行。

2 结果与讨论

2.1 挥发性石油烃（C6-C9）保留时间窗的确定

事先准备好40 mL 样品瓶，写上样品名称，装满实验用水，保证瓶中无气泡，用气相专用气密性进样针分别移取10 μL 2-甲基戊烷标准溶液和20 μL 正癸烷标准溶液于上述瓶中，将瓶塞旋转拧紧，摇匀。按照1.4 进行操作测定，将2-甲基戊烷的开始出峰时间确定为挥发性石油烃（C6-C9）的开始出峰时间，将正癸烷的开始出峰时间确定为挥发性石油烃（C6-C9）的结束时间，标准色谱图见图1。

图1 2-甲基戊烷和正癸烷的标准色谱图

2.2 挥发性石油烃（C6-C9）标准色谱图

按照本实验条件测试，挥发性石油烃（C6-C9）标准色谱图见图2。

图2 挥发性石油烃（C6-C9）标准色谱图

2.3 工作曲线的建立

事先准备好40 mL 样品瓶，写上样品名称，装满实验用水，保证瓶中无气泡。用气相专用气密性进样针分别移取一定量的挥发性石油烃（C6-C9）标准使用中间液，快速加入到对应的样品瓶中，将瓶塞旋转拧紧，摇匀。配制挥发性石油烃（C6-C9）的浓度系列为0 mg/L、0.06 mg/L、0.30 mg/L、1.50 mg/L、3.00 mg/L、6.00 mg/L。依次按照低浓度到高浓度排好位置测定序列，通过设置样品类型和级别，仪器自动生成工作曲线，线性关系如图3。