氣相色譜法測定水中苯、甲苯、二甲苯和硝基苯分析方法
引言：針對一些化工廠、焦化廠的排污情況，其中大部分為污水，污水排放中以苯、甲苯、二甲苯和硝基苯等排放造成污染水體報告事件較多，根據(jù)這些苯類物質(zhì)在水中的溶解情況，用氣相色譜儀使用FID檢測器，6201涂色譜填充柱對苯和硝基苯能夠進(jìn)行分離定性和定量分析。
1.部分
1. 1儀器與試劑
儀器為氣相色譜儀，配置FID檢測器，手動進(jìn)樣，配置工作站，注射器：0.5uL 、 1 uL、5 uL、10 uL。
標(biāo)準(zhǔn)物：苯（色譜純）
甲苯（色譜純）
二甲苯（色譜純）
硝基苯（色譜純）
水：蒸餾水
1. 2原理：苯、甲苯、二甲苯和硝基苯混合物通過色譜柱的分離，用氫火焰離子化檢測器（FID）檢測，用外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法，使用曲線校正或單點(diǎn)校正進(jìn)行定量分析。
1. 3內(nèi)標(biāo)物異丙醇（乙醇或甲醇）色譜純，載體：經(jīng)酸洗的6201載體（60-80目）。
1. 4儀器：氣相色譜儀配氫火焰離子化（FID）檢測器，敏感度ml×10-10g/s,色譜柱：柱長5-6m，內(nèi)徑3-4mm的不銹鋼管，使用前充分清洗干凈，干燥后備用。
1. 5固定相的配制：稱取25-30 g置于600ml燒杯中，加300ml甲醇溶解，將燒杯放在水浴中微熱并輕微攪動，待溶解后，加入70-75g載體繼續(xù)加熱同時輕微攪拌，待甲醇溶劑蒸發(fā)至干，然后移于50-60℃真空干燥箱中經(jīng)4-6小時或70-80℃烘箱中經(jīng)6小時干燥，取出裝柱，色譜柱在接通載氣條件下于130℃老化8-12小時。
1. 6色譜儀操作條件：
柱溫：100℃
汽化室溫度：150℃
檢測器溫度：150℃
氮?dú)狻⒖諝狻錃飧鶕?jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)，使出峰分離充分，檢測器達(dá)到zui高靈敏度要求。
2試驗(yàn)結(jié)果及討論
2. 1定性分析：
把少量的苯、甲苯、二甲苯加入到水中，充分?jǐn)嚢瑁健⒓妆健⒍妆侥軌蛟谝呀?jīng)活化好的色譜柱上很好的定性和定量，苯的保留時間為0.84min，甲苯為1.00 min，間二甲苯的保留時間為1.14min，當(dāng)取0.02 uL的硝基苯注入25 ml水中，充分搖勻后，進(jìn)樣后發(fā)現(xiàn)，在5.66 min時又明顯出現(xiàn)一個高峰，經(jīng)折算：0.02 uL×1.2 g/cm3×25/1000=0.9mg/L,此樣品經(jīng)稀釋10倍后，在5.66min時出峰的線性很好，然后改用新的注射器重新取0.02 uL的硝基苯注入0.09 mg/L的樣品后，充分搖勻后，又改用新的注射器進(jìn)樣4 uL，發(fā)現(xiàn)色譜峰又明顯升高，這樣用酸化6201擔(dān)體涂山梨純，在柱溫100℃條件下，汽化室、檢測器溫度為150℃時，苯、甲苯、二甲苯、硝基苯都能夠達(dá)到很好的分離，下一步準(zhǔn)備進(jìn)行定量標(biāo)定。
2．2定量分析
對于苯、甲苯、二甲苯色譜的響應(yīng)信號好，反應(yīng)速度快，定量線性好。配制的標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度為0.01 mg/L含量，峰高為105uV,硝基苯的峰高為35 uV，標(biāo)準(zhǔn)樣品的配置過程如下：用天平稱取苯或硝基苯0.1000 g，溶于10 mL甲醇（或乙醇）中，S0=10g/l,再吸取S01ml用蒸餾水稀釋到100 ml，S1=103.5mg/l,再吸取S11.0ml用蒸餾水稀釋到100ml,得S2=1.013mg/l,再分別吸取不同體積的S2用蒸餾水稀釋到50 ml、100 ml、1000 ml或其它體積，可以配制成不同的標(biāo)準(zhǔn)含苯和硝基苯樣品，然后將不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行標(biāo)識，進(jìn)樣，根據(jù)峰面積（峰高）可計算出曲線校正因子，也可用水做溶劑直接配標(biāo)，少量的苯類物質(zhì)在水中的溶解比較均勻，筆者曾做過將苯溶于有機(jī)溶劑甲醇、乙醇中和直接溶于水中的對比試驗(yàn)，兩種方法差別不大。苯和硝基苯溶解在水中的速度慢，必須充分搖勻，這樣，可以保證與污水的環(huán)境一致，采用外標(biāo)法定量，可進(jìn)行配制曲線校正或單點(diǎn)校正，方便易行；也可以用甲醇、乙醇或異丙醇做內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行內(nèi)標(biāo)法定量，內(nèi)標(biāo)法定量準(zhǔn)確，受進(jìn)樣量及化驗(yàn)人員的進(jìn)樣水平影響小。
2. 3來樣處理：
污水樣品可用250 ml棕色細(xì)口瓶，取樣品滿瓶后立即外套保鮮膜密封瓶口，直接進(jìn)樣分析，有些污水樣品中，存在油類混合物，進(jìn)樣后色譜峰多，可以直接向樣品中加入少量標(biāo)準(zhǔn)物，根據(jù)峰高增加情況進(jìn)行再次定性，筆者曾對污水樣品硝基苯含量為0.2184 mg/L，經(jīng)在室內(nèi)20℃條件下放置三天，重新進(jìn)樣分析后，為未檢出，而進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)樣品時，儀器校正因子沒有變化，所以污水受采樣瓶吸附及環(huán)境溫度、光等或污水中有些物質(zhì)如菌、微生物、化學(xué)元素或離子的分解影響較大，具體變化的途徑及反應(yīng)機(jī)理至今沒有見睹媒體，筆者又對在冰箱中保存的標(biāo)準(zhǔn)樣品在4℃時進(jìn)樣，峰高和在升溫到20℃時再進(jìn)樣的峰高做過重復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)峰高沒有變化。由于色譜柱的樣品需在15 min后才能將樣品中的成份出完，所以，再次進(jìn)樣保持在20 min左右，筆者曾經(jīng)在標(biāo)定曲線階段進(jìn)樣間隔為7 min時，在前后總共試驗(yàn)進(jìn)樣總數(shù)300多次，發(fā)現(xiàn)進(jìn)高濃度的樣品和低濃度的樣品的峰高一樣，出現(xiàn)色譜柱的毒化現(xiàn)象，由于硝基苯的沸點(diǎn)為210.8℃，雖然隨氣化室的水蒸汽的傳質(zhì)速度很快，但高濃度的樣品和短時間的多次進(jìn)樣，給色譜柱的還原或老化處理增加了難度，造成進(jìn)樣分離系統(tǒng)的毒化，所以，大分子量、高沸點(diǎn)的物質(zhì)在氣相色譜分析的填充柱分析時，受到條件的制約還很多，有許多難關(guān)，需要突破攻克。
外標(biāo)法的定量公式為：
Cx=Ax（Hx）/A 標(biāo)（H標(biāo)）×C標(biāo)×100﹪
Ax 為樣品的峰面積
A 標(biāo) 為標(biāo)樣的峰面積
C標(biāo) 為標(biāo)樣的濃度
3結(jié)論：
利用FID檢測器，6201涂色譜填充柱，可以對廢水中含有苯和硝基苯的樣品進(jìn)行定量分析，如果儀器的檢測器改用ECD（電子捕獲），檢測限會更低，濃度低時也可以采用萃取、富集的辦法檢測更分析，樣品濃度高時，采用TCD檢測器，這樣利用一根色譜柱，樣品處理簡便，可以分析測定含有苯、甲苯、二甲苯或硝基苯混合樣品中的各個成份。
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