吹扫捕集—气相色谱法测定饮用水源水中乙醛、丙烯醛

鲁玉立+崔萌+阎毅+丁玉兰+陈冬梅

【摘 要】 实验研究了吹扫捕集-气相色谱法测定饮用水源水中乙醛、丙烯醛的方法，并对吹扫捕集测定条件进行了优化，研究了吹扫的时间和温度对实验效果的影响。实验表明，在吹扫温度为30℃，吹扫时间为15min时，可以得到比较满意的实验结果。乙醛的检出限为0.0010mg/L，丙烯醛的检出限为0.0007mg/L。

【关键词】 吹扫捕集 气相色谱 乙醛 丙烯醛

乙醛（CH3CHO）为易挥发性液体，具有一定的毒性，低浓度时就能引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状和支气管炎，高浓度吸入有麻痹作用[1]。丙烯醛（CH2CHCHO）比饱和醛的毒性和刺激性大得多。在1ppm的低浓度时，就对呼吸道产生刺激。有特殊辛辣气味，属于高毒物质，吸入后对眼睛和呼吸道产生严重的刺激，并对肺和支气管上皮细胞造成损害[2]。

随着经济的高速发展，水环境污染问题日趋严峻，地表水与人们生产、生活息息相关，其环境质量也倍受关注。乙醛和丙烯醛为地表水环境质量标准（GB 3838-2002）中表3前35项每月必测项目。在《生活饮用水标准检验方法消毒副产品指标》（GB 5750.10-2006）7.1中规定的乙醛的方法和《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》（GB 5750.8-2006）16.1中规定的丙烯醛的方法均为填充柱方法，乙醛、丙烯醛是直接大体积进水样分析，容易造成固定液流失，分离效果差，影响定性、定量结果。而且这些基本上是八、九十年代建立的方法，分析方法体系较落后，很难与新的仪器设备匹配，而且方法的重复性差，灵敏度低，其中乙醛方法检出限0.24mg/L远远高于标准限值0.05mg/L，难满足分析要求。有文献使用顶空-气相色谱法[3]对方法进行了改进。本文采用吹扫捕集-气相色谱法测定水中乙醛、丙烯醛，方法简便灵敏、无毒、检出限低。适用于地表水及生活饮用水中乙醛、丙烯醛的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器

气相色谱仪：GC-2010（日本岛津）配FID检测器；

毛细管色谱柱：Rtx-1 60m×0.32mm×1.0μm；

吹扫捕集仪：TEKMAR8900型，美国TEKMAR公司，带5mL气密进样针，Tenax捕集管；

三气一体机：HGT-500E，北京汇龙公司；

实验气体：高纯氮气；

所用玻璃仪器均超声波清洗半小时烘干后，再以重铬酸钾洗液浸泡1h，分别用自来水、蒸馏水冲洗干净，在烘箱中110℃烘干备用。

1.1.2 试剂

实验用水：娃哈哈纯净水；

乙醛、丙烯醛标样：约100mg/L，甲醇溶剂，S-17408C，美国AccuStandard Inc。

1.2 样品分析

1.2.1 吹扫捕集条件

吹脱温度：30℃；吹脱时间：15min；解析温度：250℃；解析时间：2min；烘烤温度：270℃；烘烤时间：2min；吹脱气：高纯氮气。

1.2.2 色谱条件

进样口温度：150℃；柱温：起始温度35℃，保持8min，以20℃/min的速率升温到100℃，不保持；柱流量：2.21mL/min；分流比：5：1；检测器FID温度：250℃；氢气流量：40mL/min；空气流量：400 mL/min；尾吹气流量：30mL/min；载气：高纯氮气。

1.3 测定方法

1.3.1 标准曲线的绘制

取6个50mL容量瓶，将乙醛丙烯醛的标样配成六个浓度，乙醛和丙烯醛的浓度分别为0、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200mg/L。用气密性注射器取出5mL样品，注入到吹脱管中进行吹扫捕集进样，然后气相色谱仪分析。

1.3.2 样品的测定

用具聚四氟乙烯衬垫的棕色螺口瓶采集样品，装满后即处于密闭体系，尽快分析。用5mL气密性注射器取水样至吹扫捕集管中，进入气相色谱分析。

2 结果与讨论

2.1 定性分析

用标准物质单品定性分析，然后将待测样品组分的保留时间和标准样品组分的保留时间进行比较，完成定性分析。图1为乙醛丙烯醛的GC-FID色谱图。

2.2 定量分析及检出限

本实验采用标准溶液外标法绘制标准曲线，计算出水样中乙醛、丙烯醛的含量。在本实验的所选的浓度范围0.010～0.200mg/L内线性关系良好。线性回归方程相关系数乙醛r=0.9992，丙烯醛r=0.9993。乙醛的检出限为0.0010mg/L，丙烯醛的检出限为0.0007 mg/L。

2.3 吹扫捕集条件的优化

2.3.1 吹扫时间的优化

吹扫温度选择25℃，对于浓度为0.100mg/L的样品吹扫时间分别为5min、10min、15min、20min、25min进行测试，发现吹扫时间越长检测器的响应值越高，但是相应的分析周期也变长了。观察到15min以上响应值提高的效率有所放缓，所以综合时间和效率这两个因素，选择15min的吹扫时间。

2.3.2 吹扫温度的优化

对浓度为0.100mg/L的样品吹扫时间定为15min，而吹扫温度分别控制在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃进行实验。实验表明：随着温度的升高，检测器的响应值也随之升高，温度过高会带来的水蒸气过高，不利于样品的富集，影响测定结果。综合考虑，本实验采用比室温略高的30℃的温度。

2.4 加标回收率及方法的精密度

在自来水水样和地表水水样中分别加入乙醛、丙烯醛标准溶液，每个浓度平行处理6份，分析结见表1，乙醛的加标回收率为90.2%～106%，相对标准偏差为5.4%～7.1%。丙烯醛的加标回收率为89.3%～104%，相对标准偏差为5.0%～6.6%。

3 结语

研究了吹扫捕集-气相色谱法测定水中的乙醛和丙烯醛的分析方法，优化了吹扫捕集的时间和温度。实验表明：在吹扫温度为30℃，吹扫时间为15min时可以得到比较满意的实验结果。本方法具有灵敏度高，检出限低的优点，可以满足环境监测的要求。

参考文献：

[1]石青.化学品毒性环境数据手册[M].北京：中国环境科学出版社，1992：153-155.

[2]许雄飞，彭丽，王燕，等.吹扫捕集-气相色谱法测定水中的乙醛丙烯醛[J].环境科学与技术，2011，34（1）：121-123.

[3]於香湘，缪建军，吴鹏，等.顶空气相色谱法同时测定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈[J].环境科技，2011，24（1）：76-77.endprint

【摘 要】 实验研究了吹扫捕集-气相色谱法测定饮用水源水中乙醛、丙烯醛的方法，并对吹扫捕集测定条件进行了优化，研究了吹扫的时间和温度对实验效果的影响。实验表明，在吹扫温度为30℃，吹扫时间为15min时，可以得到比较满意的实验结果。乙醛的检出限为0.0010mg/L，丙烯醛的检出限为0.0007mg/L。

【关键词】 吹扫捕集 气相色谱 乙醛 丙烯醛

乙醛（CH3CHO）为易挥发性液体，具有一定的毒性，低浓度时就能引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状和支气管炎，高浓度吸入有麻痹作用[1]。丙烯醛（CH2CHCHO）比饱和醛的毒性和刺激性大得多。在1ppm的低浓度时，就对呼吸道产生刺激。有特殊辛辣气味，属于高毒物质，吸入后对眼睛和呼吸道产生严重的刺激，并对肺和支气管上皮细胞造成损害[2]。

随着经济的高速发展，水环境污染问题日趋严峻，地表水与人们生产、生活息息相关，其环境质量也倍受关注。乙醛和丙烯醛为地表水环境质量标准（GB 3838-2002）中表3前35项每月必测项目。在《生活饮用水标准检验方法消毒副产品指标》（GB 5750.10-2006）7.1中规定的乙醛的方法和《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》（GB 5750.8-2006）16.1中规定的丙烯醛的方法均为填充柱方法，乙醛、丙烯醛是直接大体积进水样分析，容易造成固定液流失，分离效果差，影响定性、定量结果。而且这些基本上是八、九十年代建立的方法，分析方法体系较落后，很难与新的仪器设备匹配，而且方法的重复性差，灵敏度低，其中乙醛方法检出限0.24mg/L远远高于标准限值0.05mg/L，难满足分析要求。有文献使用顶空-气相色谱法[3]对方法进行了改进。本文采用吹扫捕集-气相色谱法测定水中乙醛、丙烯醛，方法简便灵敏、无毒、检出限低。适用于地表水及生活饮用水中乙醛、丙烯醛的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器

气相色谱仪：GC-2010（日本岛津）配FID检测器；

毛细管色谱柱：Rtx-1 60m×0.32mm×1.0μm；

吹扫捕集仪：TEKMAR8900型，美国TEKMAR公司，带5mL气密进样针，Tenax捕集管；

三气一体机：HGT-500E，北京汇龙公司；

实验气体：高纯氮气；

所用玻璃仪器均超声波清洗半小时烘干后，再以重铬酸钾洗液浸泡1h，分别用自来水、蒸馏水冲洗干净，在烘箱中110℃烘干备用。

1.1.2 试剂

实验用水：娃哈哈纯净水；

乙醛、丙烯醛标样：约100mg/L，甲醇溶剂，S-17408C，美国AccuStandard Inc。

1.2 样品分析

1.2.1 吹扫捕集条件

吹脱温度：30℃；吹脱时间：15min；解析温度：250℃；解析时间：2min；烘烤温度：270℃；烘烤时间：2min；吹脱气：高纯氮气。

1.2.2 色谱条件

进样口温度：150℃；柱温：起始温度35℃，保持8min，以20℃/min的速率升温到100℃，不保持；柱流量：2.21mL/min；分流比：5：1；检测器FID温度：250℃；氢气流量：40mL/min；空气流量：400 mL/min；尾吹气流量：30mL/min；载气：高纯氮气。

1.3 测定方法

1.3.1 标准曲线的绘制

取6个50mL容量瓶，将乙醛丙烯醛的标样配成六个浓度，乙醛和丙烯醛的浓度分别为0、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200mg/L。用气密性注射器取出5mL样品，注入到吹脱管中进行吹扫捕集进样，然后气相色谱仪分析。

1.3.2 样品的测定

用具聚四氟乙烯衬垫的棕色螺口瓶采集样品，装满后即处于密闭体系，尽快分析。用5mL气密性注射器取水样至吹扫捕集管中，进入气相色谱分析。

2 结果与讨论

2.1 定性分析

用标准物质单品定性分析，然后将待测样品组分的保留时间和标准样品组分的保留时间进行比较，完成定性分析。图1为乙醛丙烯醛的GC-FID色谱图。

2.2 定量分析及检出限

本实验采用标准溶液外标法绘制标准曲线，计算出水样中乙醛、丙烯醛的含量。在本实验的所选的浓度范围0.010～0.200mg/L内线性关系良好。线性回归方程相关系数乙醛r=0.9992，丙烯醛r=0.9993。乙醛的检出限为0.0010mg/L，丙烯醛的检出限为0.0007 mg/L。

2.3 吹扫捕集条件的优化

2.3.1 吹扫时间的优化

吹扫温度选择25℃，对于浓度为0.100mg/L的样品吹扫时间分别为5min、10min、15min、20min、25min进行测试，发现吹扫时间越长检测器的响应值越高，但是相应的分析周期也变长了。观察到15min以上响应值提高的效率有所放缓，所以综合时间和效率这两个因素，选择15min的吹扫时间。

2.3.2 吹扫温度的优化

对浓度为0.100mg/L的样品吹扫时间定为15min，而吹扫温度分别控制在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃进行实验。实验表明：随着温度的升高，检测器的响应值也随之升高，温度过高会带来的水蒸气过高，不利于样品的富集，影响测定结果。综合考虑，本实验采用比室温略高的30℃的温度。

2.4 加标回收率及方法的精密度

在自来水水样和地表水水样中分别加入乙醛、丙烯醛标准溶液，每个浓度平行处理6份，分析结见表1，乙醛的加标回收率为90.2%～106%，相对标准偏差为5.4%～7.1%。丙烯醛的加标回收率为89.3%～104%，相对标准偏差为5.0%～6.6%。

3 结语

研究了吹扫捕集-气相色谱法测定水中的乙醛和丙烯醛的分析方法，优化了吹扫捕集的时间和温度。实验表明：在吹扫温度为30℃，吹扫时间为15min时可以得到比较满意的实验结果。本方法具有灵敏度高，检出限低的优点，可以满足环境监测的要求。

参考文献：

[1]石青.化学品毒性环境数据手册[M].北京：中国环境科学出版社，1992：153-155.

[2]许雄飞，彭丽，王燕，等.吹扫捕集-气相色谱法测定水中的乙醛丙烯醛[J].环境科学与技术，2011，34（1）：121-123.

[3]於香湘，缪建军，吴鹏，等.顶空气相色谱法同时测定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈[J].环境科技，2011，24（1）：76-77.endprint

【摘 要】 实验研究了吹扫捕集-气相色谱法测定饮用水源水中乙醛、丙烯醛的方法，并对吹扫捕集测定条件进行了优化，研究了吹扫的时间和温度对实验效果的影响。实验表明，在吹扫温度为30℃，吹扫时间为15min时，可以得到比较满意的实验结果。乙醛的检出限为0.0010mg/L，丙烯醛的检出限为0.0007mg/L。

【关键词】 吹扫捕集 气相色谱 乙醛 丙烯醛

乙醛（CH3CHO）为易挥发性液体，具有一定的毒性，低浓度时就能引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状和支气管炎，高浓度吸入有麻痹作用[1]。丙烯醛（CH2CHCHO）比饱和醛的毒性和刺激性大得多。在1ppm的低浓度时，就对呼吸道产生刺激。有特殊辛辣气味，属于高毒物质，吸入后对眼睛和呼吸道产生严重的刺激，并对肺和支气管上皮细胞造成损害[2]。

随着经济的高速发展，水环境污染问题日趋严峻，地表水与人们生产、生活息息相关，其环境质量也倍受关注。乙醛和丙烯醛为地表水环境质量标准（GB 3838-2002）中表3前35项每月必测项目。在《生活饮用水标准检验方法消毒副产品指标》（GB 5750.10-2006）7.1中规定的乙醛的方法和《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》（GB 5750.8-2006）16.1中规定的丙烯醛的方法均为填充柱方法，乙醛、丙烯醛是直接大体积进水样分析，容易造成固定液流失，分离效果差，影响定性、定量结果。而且这些基本上是八、九十年代建立的方法，分析方法体系较落后，很难与新的仪器设备匹配，而且方法的重复性差，灵敏度低，其中乙醛方法检出限0.24mg/L远远高于标准限值0.05mg/L，难满足分析要求。有文献使用顶空-气相色谱法[3]对方法进行了改进。本文采用吹扫捕集-气相色谱法测定水中乙醛、丙烯醛，方法简便灵敏、无毒、检出限低。适用于地表水及生活饮用水中乙醛、丙烯醛的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器

气相色谱仪：GC-2010（日本岛津）配FID检测器；

毛细管色谱柱：Rtx-1 60m×0.32mm×1.0μm；

吹扫捕集仪：TEKMAR8900型，美国TEKMAR公司，带5mL气密进样针，Tenax捕集管；

三气一体机：HGT-500E，北京汇龙公司；

实验气体：高纯氮气；

所用玻璃仪器均超声波清洗半小时烘干后，再以重铬酸钾洗液浸泡1h，分别用自来水、蒸馏水冲洗干净，在烘箱中110℃烘干备用。

1.1.2 试剂

实验用水：娃哈哈纯净水；

乙醛、丙烯醛标样：约100mg/L，甲醇溶剂，S-17408C，美国AccuStandard Inc。

1.2 样品分析

1.2.1 吹扫捕集条件

吹脱温度：30℃；吹脱时间：15min；解析温度：250℃；解析时间：2min；烘烤温度：270℃；烘烤时间：2min；吹脱气：高纯氮气。

1.2.2 色谱条件

进样口温度：150℃；柱温：起始温度35℃，保持8min，以20℃/min的速率升温到100℃，不保持；柱流量：2.21mL/min；分流比：5：1；检测器FID温度：250℃；氢气流量：40mL/min；空气流量：400 mL/min；尾吹气流量：30mL/min；载气：高纯氮气。

1.3 测定方法

1.3.1 标准曲线的绘制

取6个50mL容量瓶，将乙醛丙烯醛的标样配成六个浓度，乙醛和丙烯醛的浓度分别为0、0.010、0.020、0.050、0.100、0.200mg/L。用气密性注射器取出5mL样品，注入到吹脱管中进行吹扫捕集进样，然后气相色谱仪分析。

1.3.2 样品的测定

用具聚四氟乙烯衬垫的棕色螺口瓶采集样品，装满后即处于密闭体系，尽快分析。用5mL气密性注射器取水样至吹扫捕集管中，进入气相色谱分析。

2 结果与讨论

2.1 定性分析

用标准物质单品定性分析，然后将待测样品组分的保留时间和标准样品组分的保留时间进行比较，完成定性分析。图1为乙醛丙烯醛的GC-FID色谱图。

2.2 定量分析及检出限

本实验采用标准溶液外标法绘制标准曲线，计算出水样中乙醛、丙烯醛的含量。在本实验的所选的浓度范围0.010～0.200mg/L内线性关系良好。线性回归方程相关系数乙醛r=0.9992，丙烯醛r=0.9993。乙醛的检出限为0.0010mg/L，丙烯醛的检出限为0.0007 mg/L。

2.3 吹扫捕集条件的优化

2.3.1 吹扫时间的优化

吹扫温度选择25℃，对于浓度为0.100mg/L的样品吹扫时间分别为5min、10min、15min、20min、25min进行测试，发现吹扫时间越长检测器的响应值越高，但是相应的分析周期也变长了。观察到15min以上响应值提高的效率有所放缓，所以综合时间和效率这两个因素，选择15min的吹扫时间。

2.3.2 吹扫温度的优化

对浓度为0.100mg/L的样品吹扫时间定为15min，而吹扫温度分别控制在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃进行实验。实验表明：随着温度的升高，检测器的响应值也随之升高，温度过高会带来的水蒸气过高，不利于样品的富集，影响测定结果。综合考虑，本实验采用比室温略高的30℃的温度。

2.4 加标回收率及方法的精密度

在自来水水样和地表水水样中分别加入乙醛、丙烯醛标准溶液，每个浓度平行处理6份，分析结见表1，乙醛的加标回收率为90.2%～106%，相对标准偏差为5.4%～7.1%。丙烯醛的加标回收率为89.3%～104%，相对标准偏差为5.0%～6.6%。

3 结语

研究了吹扫捕集-气相色谱法测定水中的乙醛和丙烯醛的分析方法，优化了吹扫捕集的时间和温度。实验表明：在吹扫温度为30℃，吹扫时间为15min时可以得到比较满意的实验结果。本方法具有灵敏度高，检出限低的优点，可以满足环境监测的要求。

参考文献：

[1]石青.化学品毒性环境数据手册[M].北京：中国环境科学出版社，1992：153-155.

[2]许雄飞，彭丽，王燕，等.吹扫捕集-气相色谱法测定水中的乙醛丙烯醛[J].环境科学与技术，2011，34（1）：121-123.

[3]於香湘，缪建军，吴鹏，等.顶空气相色谱法同时测定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈[J].环境科技，2011，24（1）：76-77.endprint