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解决方案 | 吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中58种VOCs

莱伯泰科
2022.6.23
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北京莱伯泰科仪器股份有限公司

前言



挥发性有机物,常用VOCs表示, VOCs是指在常温下,沸点50℃至260℃的各种有机化合物。在我国,VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物,或在20℃条件下,蒸汽压大于或者等于10 Pa且具有挥发性的全部有机化合物。常分为非甲烷碳氢化合物(简称NMHCs)、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成,其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味,并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用,特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。VOCs是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物,主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。


本方法参考《HJ 639-2012 水质 挥发性有机物的测定吹扫捕集/气相色谱-质谱法》中的测试方法,使用莱伯泰科PT2000 全自动固液吹扫捕集仪建立了水中58VOCs的检测方法,方法快速高效、灵敏、准确可靠。


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1、 仪器和设备

1.1 PT2000全自动固液吹扫捕集仪,莱伯泰科公司;

1.2 7820A气相色谱仪,安捷伦公司;

1.3 5977B质谱仪,安捷伦公司;

1.4样品瓶:40 mL棕色玻璃瓶,具硅橡胶-聚四氟乙烯衬垫螺旋盖;

1.5容量瓶:50 mL棕色容量瓶,A级。


2、 试剂和材料

2.1空白试剂水:二次蒸馏水或通过纯水设备制备的水;

2.2甲醇(色谱纯, Fisher Chemical);

2.3内标贮备溶液:ρ=1000μg/mL,氟苯和1,4-二氯苯-d4,国家标准物质;

2.4替代物贮备溶液:ρ=1000μg/mL,二溴氟甲烷、甲苯-d8 和 4-溴氟苯,国家标准物质;

2.5标准贮备液: ρ=2000μg/mL,国家标准物质;

2.6标准中间液:ρ=25μg/mL

用甲醇(2.2)稀释标准贮备液(2.5),避光低温保存;

2.7内标中间液:ρ=25μg/mL

用甲醇(2.2)稀释标准贮备液(2.3),避光低温保存;

2.8替代物中间液:ρ=25μg/mL

用甲醇(2.2)稀释标准贮备液(2.4),避光低温保存。


3、测试过程

3.1 样品分析方法

3.1.1 吹扫捕集条件

表1为吹扫捕集条件。

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3.1.2 GCMS检测条件

色谱柱:HP-5ms  30m*0.25mm*0.25μm;

进样口温度:220℃;

柱流速:1mL/min(恒流);

进样方式:分流进样,分流比30:1;

柱箱温度:35℃,保持2min,以5℃/min升温至120℃,保持1min,以10℃/min升温至220℃,保持2min。

离子源:EI 源;

离子源温度:230℃;

扫描方式:全扫描,扫描范围:m/z 35~270 amu;

溶剂延迟:2.0min;

接口温度:260℃。


3.2校准曲线绘制

分别移取一定量的标准中间液(2.6)和替代物标准溶液(2.8)快速加到装有空白试剂水(2.1)的容量瓶(1.5)中,并定容至刻度,将容量瓶垂直振摇三次,混合均匀, 配制目标化合物和替代物的浓度分别为 0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、40.0μg/L 标准系列。用全扫方法, 从低浓度到高浓度依次测定,记录标准系列目标化合物和相对应内标的保留时间、定量离子的响应值。


4、实验结果

4.1目标化合物的色谱图

图1为56种挥发性有机物标样色谱图。

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4.2标准曲线结果

以目标化合物峰面积为纵坐标,浓度为横坐标,用线性拟合建立校准曲线,56种目标物的R2  均在0.995以上,其中大部分都在0.998以上。满足HJ639-20128.2.4要求的曲线相关系数需大于等于 0.990


4.3 精密度及准确度结果

 对浓度分别为0.5μg/L1.0 μg/L 10.0μg/L的低中高三个浓度分别进行了 次平行测定,得到精密度和准确度结果满足HJ639-201210.1规定的精密度0.4%-20%的要求,满足HJ639-201210.2规定的准确度84.7%-111%的要求。


4.4 检出限结果

根据HJ 168-2020标准中A.1 方法检出限的计算方法,计算出在此条件下所有物质的检出限及定量下限见表2所示,均满足HJ639-2012中附录A的要求。

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5、结果与讨论

本实验使用了PT2000全自动固液吹扫捕集仪,参考《HJ 639-2012 水质 挥发性有机物的测定吹扫捕集/气相色谱-质谱法》,建立了水中挥发性有机物的测定方法。方法得到的58种挥发性有机物的校正曲线R2  都在0.995以上,回收率为87.1%~110.3%,RSD为1.5%~10.8%,完全满足HJ639-2012中相应的要求。


关于莱伯泰科

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