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小体积液液萃取气相色谱法测定地表水中氯苯类

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2018-10-11

1 引言

氯苯类化合物是在化工等生产中广泛使用的一类污染物,氯苯类化合物结构稳定,较难降解,遇明火、高热会燃烧、爆炸,与氧化剂混合给形成爆炸性混合物。《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)规定其限值为1.0mg/L。

对地表水氯苯类化合物的检测最常用的前处理方法为液液萃取法,操作虽然简单,耗时耗力的同时需要消耗大量的有机溶剂,易对环境造成二次污染。

本文使用液液萃取气相色谱法测定地表水中氯苯类化合物,通过使用小体积萃取剂对水体中痕量氯苯类化合物进行富集,以达到数百倍的萃取浓缩效果,该方法简单快速、环保,实现了对低浓度氯苯类化合物样品准确的定性定量测定。

2 实验部分

2.1 仪器

Agilent GC 7890B型气相色谱仪(配ECD检测器及自动进样器);HP-5毛细管色谱柱(30m×0.53mm×1.5µm)色谱柱;Advanced-I-12纯水机。

2.2 试剂

甲苯(分析纯)、正己烷(农残级)、氯化钠(优级纯,经300℃干燥3h)。

氯苯类化合物色谱纯,上海安谱实验科技股份有限公司,包括氯苯、对二氯苯、间二氯苯、邻二氯苯;氯化钠(分析纯)。

3 分析步骤

3.1 样品采集与保存

用棕色磨口玻璃瓶采集样品,使样品充满采样瓶。采集的样品可于4℃下保存7天。

3.2 样品前处理

用量筒量取500mL水样置于1L分液漏斗中,加15g氯化钠,加入1.5mL甲苯,立刻盖好塞子。开始时手摇轻轻振荡,并注意放气,然后在振荡器上充分振荡5分钟。萃取后静置分层,放出下层水相,用脱脂棉将分液漏斗活塞下残留水份吸去,然后将分液漏斗中的有机相放入2ml进样瓶中,待测。如出现乳化现象,将有机相通过有机滤膜进行过滤后再上机测试。

3.3 色谱条件

色谱柱:HP-5(30m×0.53mm×0.25µm);柱温条件:80℃

进样口:250℃,不分流/分流进样。ECD检测器:280℃。

3.4 工作曲线绘制

配置氯苯100mg/L、对二氯苯、间二氯苯、邻二氯苯10mg/L的氯苯类标准甲醇储备液。向500mL纯水中分别加入1.00mL、2.50mL、5.00mL、10.0mL、25.0mL、50.0mL的储备液得到氯苯0.200mg/L、0.500mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、5.00mg/L、10.0mg/L,对二氯苯、间二氯苯、邻二氯苯0.020mg/L、0.050mg/L、0.100mg/L、0.200mg/L、0.500mg/L、1.00mg/L的系列标准溶液。得到的标准贮备溶液按照3.2操作步骤进行处理按外标法绘制工作曲线。

4 结果与讨论

4.1 色谱图的考察

氯苯类化合物4种组分的标准色谱图(见图1),各组分能在HP-5柱上得到完全分离。根据标准色谱图各组分的保留时间进行定性。

 

1 4种氯苯类化合物标准溶液的色谱图

4.2 萃取溶剂种类的选择

本试验比较了两种实验室常用萃取剂,分别为甲苯、正己烷。萃取溶剂加入体积均为1.5mL,萃取富集倍数见表1。甲苯富集测试效果要优于正己烷的富集结果,从而优先选择了甲苯为萃取溶剂。

1 不同萃取溶剂的富集效果

序号

化合物

正己烷

甲苯

1

 氯苯

132

160 

2

对二氯苯

171

203 

3

间二氯苯

167

187

4

邻二氯苯

192

215

4.3 萃取溶剂体积的选择

本试验通过对1.0mL、1.5mL、2.0mL萃取溶剂甲苯的体积不同对萃取效果进行了比较。随着萃取剂体积从2.0mL减少至1.0mL,氯苯类化合物的富集倍数从100多倍提高到200多倍。但因为萃取剂苯是易挥发的有机物,如果加入的体积偏小,萃取液的体积只能收集到0.6ml左右,再加上甲苯在水中的少量溶解,使得分液操作困难,不便于收集。对加入1.5mL萃取液进行试验时,加标回收测试和精密度测试结果均优于萃取剂加入1.0ml时的结果,所以取1.5mL为最优萃取剂体积。

4.4 盐效应影响

对大多数有机物来说,增大盐的浓度可使其溶解度降低,挥发性增强。在液液小体积萃取中,加入一定量的氯化钠有多方面的用途。可以降低氯苯类化合物和甲苯在水中的溶解度,同时可以相对增加氯苯类化合物在甲苯中的溶解性,从而提高分配系数,提高方法的灵敏度。另外,还可以防止乳化。

4.5 工作曲线的线性范围,富集效率和检出限

在最佳萃取条件下,测定氯苯类化合物工作曲线,结果见表2。从表中可以看出,在浓度为0.20~10.0mg/L范围内,氯苯的相关性系数为0.998;在浓度为0.02~1.00mg/L范围内,其余3种氯苯类化合物相关性系数在0.996。通过对萃取液浓度的测定发现,相对于纯水中各目标物质的浓度,氯苯类化合物的富集效率达171至282倍。根据《环境监测 分析方法标准制修订 技术导则》(HJ 168-2010)附录A中方法检出限测定方法,对标准曲线中的最低浓度点进行了重复测定7次,计算得出氯苯类化合物的检出限,具体见表3。

2 工作曲线结果

序号

化合物

线性范围
/(mg/L)

相关系数

检出限
/(mg/L)

1

氯苯

0.200~10.0

0.998

0.05

2

对二氯苯

0.020~1.00

0.997

0.003

3

间二氯苯

0.020~1.00

0.996

0.003

4

邻二氯苯

0.020~1.00

0.997

0.003

4.6 准确度和精密度测试

对南通市某地表水为实际样品进行加标回收试验,加标前样品中氯苯类为未检出,结果见表3。对加标后样品重复测定5次,计算得出精密度。由表4可知加标回收率为81.0%~108%,相对标准偏差为2.8%~5.0%。

3 加标回收测定结果

序号

化合物

加标量
/(mg/L)

平均回收测定量/(mg/L)

回收率均值/%

相对标准偏差/%

1

氯苯

1.00

0.883

0.905

0.945

0.864

0.926

90.5%

2.8

2

对二氯苯

0.100

0.105

0.109

0.101

0.097

0.103

103%

4.3

3

间二氯苯

0.100

0.082

0.081

0.090

0.086

0.086

85%

4.2

4

邻二氯苯

0.100

0.108

0.106

0.100

0.101

0.095

102 %

5.0

5 结论

地表水中氯苯类化合物经过液液小体积萃取法成功萃取萃取。该方法节省了萃取用的有机溶剂,方法更环保,准确度和精密度都能达到使用要求,能够满足检测的需要。

参考文献

[1]罗三姗,张占恩.水中氯苯类污染物的顶空液相微萃取GC-MS法测定[J].分析测试学报,2007,26(6).

[2]刘琳娟,吴鹏,於香湘,等.磁性分散固相萃取气相色谱法测定水中氯苯类化合物[J].环境监测管理与技术,2014,26(4).

 

(作者徐海妹系江苏恒安检测技术有限公司工程师)

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