三甲烷是消毒副產(chǎn)物指標,它和四氯化碳都是揮發(fā)性鹵代烴,是含氯劇毒有機物,能夠對人體健康產(chǎn)生巨大危害[1]。二者均有特殊性的氣味,沸點比氯甲烷和四氯化碳為主。因為三甲烷、四氯化碳廣泛應用于化工生產(chǎn)及實驗室操作中,其產(chǎn)生的廢水、廢氣不經(jīng)處理就排入環(huán)境,造成水體和空氣的污染。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑 安捷倫 6890PLUS 氣相色譜儀,附電子捕獲檢測器、7697AHeadspace Sampler 安捷倫自動頂空儀HP-5 安捷倫色譜,北京雙峰純化的超純水(電阻率≥18.2 mΩ·cm),甲醇中三甲烷溶液(1 000 μg/ml,環(huán)保標準樣品研
究所),甲醇中四氯化碳溶液,甲醇(色譜純),安捷倫 20 ml 頂空瓶。、
1.2 色譜條件和測定方法 進樣口溫度 200 ℃,總流量 13.0 ml/min,分流比為 10∶1,色譜柱流量 1.0 ml/min,柱箱溫度為 40℃,檢測器溫度為 310 ℃。頂空進樣器加熱箱溫度 70℃,定量環(huán)溫度 80℃,傳輸線溫度95℃,定量環(huán)容積 1.0 ml。頂空平衡時間 50 min,氮氣
加壓進樣,水樣體積為 5 ml,頂空瓶氣液比應在 1∶1~1∶2 之間,
1.3 標準工作液的配制 四氯化碳標準儲備液:吸取 1.0 ml 甲醇中四氯化碳溶液用甲醇定容至 10.0 ml 容量瓶中,混勻后再吸取 0.5 ml 用甲醇定容至 50.0 ml 容量瓶中,配制成 1.0 mg/L 四氯化碳標準儲備溶液。三
甲烷標準儲備液:吸取 1.0 ml 甲醇中三甲烷溶液用甲醇定容至 50.0 ml 容量瓶中,配制成 20 mg/L 三甲烷標準儲備溶液。三甲烷、四氯化碳混合標準溶液依次各取 5、10、20、30、40、50 μl 用純水定容至 5.0 ml
容量瓶中,配制成含三甲烷 20.0、40.0、80.0、120.0、160.0、200.0 μg/L 和 四 氯 化 碳 1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 μg/L,將混合標準溶液全部依次倒入頂空瓶中,加蓋密封,根據(jù)上述實驗方法進行測定。
1.4 樣品采集和儲存 在采集樣品時應先加 0.3~0.5 g 抗壞血酸于 150 ml 頂空瓶中(使用前須在 120 ℃烘烤2 h),取水至滿瓶,密封。采集后 24 h 內(nèi)進行測定。
2 結 果
2.1 色譜柱的選擇 三甲烷、四氯化碳屬于揮發(fā)性有機物,四氯化碳是正四面體,是非極性分子。三甲烷是非正四面體,是極性分子,但極性很弱。選擇弱極性或非極性毛細管柱,選擇適用范圍為鹵代化合物的 HP-5 非極性毛細管柱,或者相同極性
的毛細管色譜柱。
2.2 色譜條件的確定
2.2.1 頂空進樣器加熱箱溫度 加熱箱溫度選擇在一定濃度、一定時間下等相同條件下三甲烷、四氯化碳混標測定峰面積在 50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃時的峰面積,可見加熱箱溫度為 70 ℃時峰面積較好,并且峰型較好,在 80 ℃時雖然三甲烷的峰面積還是有所升高,
但是會導致三甲烷和四氯化碳峰出現(xiàn)雜峰,干擾實驗測定,且 70 ℃、80 ℃峰面積變化不大,因此選擇 70 ℃,見圖 2。
2.2.2 樣品頂空平衡時間 國標方法規(guī)定水浴平衡時間為 1 h,金屬浴較水浴優(yōu)點是不需要進樣時將頂空瓶取出,影響頂空瓶內(nèi)溫度。且進樣精密度優(yōu)于手動進樣,吸取樣品時間一致。經(jīng)過實驗比對,在相同條件下,平衡時間為 50 min 時就能保證精密度在10%以下。在測定樣品量較多的情況下,可以有效節(jié)
約檢測時間。
2.2.3 頂空進樣器定量環(huán)溫度 由于需要使定量環(huán) 溫度不得低于加熱箱溫度,防止水蒸氣冷凝,選擇定量環(huán)溫度為 70 ℃、75 ℃、80 ℃、85 ℃、90 ℃。在加熱箱溫度為 70 ℃條件下,測定同一濃度三甲烷、四氯化碳混標溶液,由實驗可見定量環(huán)溫度為 80 ℃時峰面積較好,并且峰型較好。定量環(huán)溫度低于頂空進
樣器加熱箱容易造成水蒸氣冷凝現(xiàn)象,影響準確度;過高容易造成頂空傳輸線老化,傳輸線溫度也大幅升高,因此選擇 80 ℃。
3 結 論
通過實驗,上海凱則科技確定合適的頂空加熱箱溫度、定量環(huán)溫度、傳輸線溫度和頂空進樣器平衡時間建立了頂空進樣器測定水質(zhì)中三 甲烷和四氯化碳的檢測方法。該方法干擾少,檢測速度快,能夠進行大批量檢測樣品??朔耸謩舆M樣操作中的精密度不夠理想的問題,水浴加熱時間長、不均勻等問題。更加重要的是進樣針取樣時操作繁瑣,導致進樣溫度變化,產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象,影響測定結果。此方法簡便有效,影響因子少,減少了進樣量,過程控制較好,適用于生活飲用水和工業(yè)廢水中的三甲烷、四氯化碳的檢測。