吹扫捕集-气相色谱法测定水中环氧氯丙烷

2022-09-12

环氧氯丙烷 (3-氯-1, 2-环氧丙烷) 作为一种化工原料, 主要用于生产环氧树脂、合成甘油、氯醇橡胶以及缩水甘油醚等, 用途十分广泛。但由于有强烈刺激作用, 毒性大, 对环境有很大的危害, 人体如长期吸入会引起神经系统、运动系统等疾病。我国2 0 0 7年7月1日开始实施的《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-006) 和《城市供水水质标准》已把环氧氯丙烷列为毒理指标, 其限值均为0.4μg/L。目前, 测定环氧氯丙烷有气相色谱法、乙酰丙酮比色法和变色酸比色法, 但乙酰丙酮法灵敏度低, 变色酸法重现性较差, 而填充柱气相色谱法虽然提高了灵敏度, 但它仅适用于饮用水和水源水中环氧氯丙烷的测定, 难以对输配水设备以及涂料浸泡水中痕量级环氧氯丙烷进行测定。为此本文对分析饮用水中环氧氯丙烷的几种方法进行了研究和比较。分别采用吹扫捕集/气质联用 (P&T/G C/M S) 、气相色谱 (G C) /电子捕获 (ECD) 、固相萃取 (SPE) /气相色谱 (GC) /氢火焰离子 (FID) 等方法并进行了比较, 确定了吹扫捕集 (P&T) /气相色谱 (G C) 毛细管色谱柱/电子捕获 (E C D) 法/测定水中的环氧氯丙烷, 该方法具有灵敏度高、样品用量少、低成本、简单易操作等特点, 由于在样品处理时基本不耗试剂, 从而可以节约能源, 减少废试剂对环境的污染。

1 试验与方法

1.1 方法原理

用氮气以一定的流量通过分析样品进行吹扫, 吹出所要分析的痕量挥发性组分后被冷阱中的吸附剂吸附, 然后加热脱附进入带有电子捕获检测器 (E C D) 的气相色谱仪进行分析, 外标法定量, 可得组分在水样中的含量。

1.2 主要仪器和试剂

Aglient 6890A气相色谱仪, 带有电子捕获检测 (ECD) 。吹扫捕集装置 (TekMar3000) , SolATeK 72自动进样器。环氧氯丙烷标准样品 (2000mg/L, Chem service) 。

1.3 分析条件

气相色谱条件:程序升温:40℃ (6min) 5℃/min到150℃保持2.0 min。

进样口温度:200℃;检测器温度:280℃;载气流量 (mL/min) :2.5;分流比:1∶10。

色谱柱:采用DB-624 30m×320µm×1.80µm毛细管柱或等效毛细管。

吹扫捕集条件:

吹扫温度:25℃;吹扫时间:11min;脱附温度:180℃;脱附时间:1min;烘烤温度:190℃。

1.4 样品测定

在自动进样仪器上设定取样体积为7 m L, 在吹扫捕集仪器中选用1 0 m L吹扫管浓缩样品后进入气相色谱仪, 经DB-624毛细管柱分离, E C D检测, 外标法定量。

2 结果与讨论

2.1 前处理方法的选择

传统的分析方法采用液液萃取法, 预处理过程繁琐, 易造成目标化合物损失, 且萃取液二氯甲烷有毒, 对人体有伤害。有文献报道采用固相萃取/气相色谱 (G C) /氢火焰离子 (F I D) 检测的方法, 该方法虽然减少了试剂用量, 降了劳动强度。但吹扫捕集与其相比具有不使用有机试剂, 大大节约了成本, 几乎没什么前处理过程, 分析时间也有明显的缩短等优势。

2.2 水样的采集与保存

水样可以直接采集到4 0 m L吹扫捕集专用瓶中, 分析时把瓶放到吹扫捕集自动进样器上即可, 几乎没什么前处理过程。样品采集需要平行双样, 应尽快分析, 当天不能处理时, 要置于4℃冰箱内保存。

2.3 校准曲线

用蒸馏水配制浓度依次为0.0 5μg/L、0.20μg/L、0.50μg/L、1.00μg/L、2.00μg/L、5.00μg/L、10.0μg/L的环氧氯丙烷标准工作液系列, 在上述色谱条件下测定, 以峰面积为纵坐标、质量浓度为横坐标绘制校准曲线, 回归方程为Y=116X+28, 相关系数r=0.9993。

5.0µg/L的环氧氯丙烷气相色谱图见图1, 保留时间10.337min。

2.4 方法检出限

连续分析7个0.2µg/L空白加标样品, 计算其标准偏差S=0.02Mg/L, MDL=t (n-1, 0.99) ×s计算方法检出限为0.06Mg/L。

2.5 精密度实验

对三个浓度水平分别为0.2g/L、1.0g/L、10g/L进行精密度测定, 在同样条件下重复测定7次, 相对标准偏差在2.8~6.8%之间。

2.6 回收率试验

在已知含量的1 0 0 m L样品溶液中, 加入3个浓度水平的标准溶液, 测定加标回收率。平均加标回收率9 3.2~108.3, RSD<5%, 见表1。

2.7 干扰实验

水源水、自来水、井水、矿泉水、管网水等样品中可能存在丙烯、环氧丙烷、二氯甲烷、1, 2-二氯乙烷, 四氯化碳、苯乙烯、甲醛和苯等的干扰, 但经检测这些化合物在上述条件下均不产生干扰。分离谱图见图1。

3 结语

采用吹扫捕集—气相色谱—毛细管色谱柱—电子捕获 (E C D) 法测定水中环氧氯丙烷, 用全自动吹扫捕集仪代替人工液液萃取和固相萃取, 前处理简单, 节约了分析时间, 避免有毒试剂二次污染, 提高了操作安全性, 节约了能源。本方法测定水源水、自来水、生活饮用水中的环氧氯丙烷, 具有分析时间短, 简单快速, 灵敏度高, 精密度和准确度满足要求等优点, 适用于生活饮用水及水源水中的环氧氯丙烷测定。

摘要：本文建立了以吹扫捕集-气相色谱法测定饮用水中环氧氯丙烷的方法, 该方法具有灵敏度高、简单、快捷、不需有机试剂、对环境没有二次污染等特点。通过条件优化实验, 方法的最低检出浓度为0.06ug/L, 回收率为93.2%～108.3%, RSD为2.8%～4.9%。满足《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006) 和《城市供水水质标准》以及实际水质检测的需求。

关键词：环氧氯丙烷,饮用水,吹扫捕集,气相色谱