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吹扫捕集气相色谱-质谱测定水中挥发性有机物 HJ 639-2012

更新时间:2023-09-21       点击次数:1560

前言

挥发性有机物,常用VOCs表示,它是Volatile Organic Compounds三个词第一个字母的缩写。根据世界卫生组织WHO)的定义,VOCs是在常温下,沸点50260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》的测试方法,使用LabTech PT3000 全自动固液吹扫捕集仪建立了水中挥发性有机物的检测方法。方法得到的挥发性有机物校正曲线R2  大部分为0.999回收率为87.1%~110.3%RSD1.5%~10.8%。都满足了HJ639-2012中相应的要求

1、 仪器和设备

PT3000 全自动固液吹扫捕集仪,莱伯泰科公司;

7820A气相色谱仪安捷伦公司;

5977B质谱仪,安捷伦公司;

样品瓶: 40 mL棕色玻璃瓶,具硅橡胶-聚四氟乙烯衬垫螺旋盖;

容量瓶: 50 mL棕色容量瓶,A级。

2、 试剂和材料

空白试剂水:二次蒸馏水或通过纯水设备制备的水;

甲醇(色谱纯, Fisher Chemical

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

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

标准贮备液: ρ=2000μg/mL国家标准物质

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;

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;

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

1为吹扫捕集条件。

1 水中VOCs吹扫捕集条件

 

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 35270 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 0.51.02.05.010.020.040.0μg/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

156种挥发性有机物标样色谱图。

1挥发性有机物标样色谱图

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。图2为氯乙烯的标准曲线,表1为所有化合物的线性结果R2值,以及RF-RSD。从表1结果可见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

 

 

2氯乙烯标准曲线结果

2 线性结果

 

4.3 精密度及准确度结果

        对浓度分别0.5μg/L1.0 μg/L 10.0μg/L的低中高三个浓度分别进行了 8 次平行测定,得到精密度和准确度结果,见表3、表4、表5。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。

 

3 0.5μg/L精密度准确度结果

 

 

4 1.0μg/L精密度准确度结果

 

 

5 10.0μg/L精密度准确度结果

 

 

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6所示,均满足HJ639-2012中附录A的要求。

 

6检出限结果

 

5结果与讨论

实验使用了LabTech PT3000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%RSD1.5%~10.8%,都满足了HJ639-2012中相应的要求

 

参考标准

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