气相色谱法测定水环境中甲苯及硝基苯类化合物含量

谭　芳，袁中秋，吴克昊，郑　琦

（江汉大学　光电化学材料与器件教育部重点实验室，化学与环境工程学院，湖北　武汉　430056）

气相色谱法测定水环境中甲苯及硝基苯类化合物含量

谭芳，袁中秋，吴克昊，郑琦*

（江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室，化学与环境工程学院，湖北武汉430056）

采用正己烷萃取，气相色谱法测定水中甲苯、硝基苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯、对硝基甲苯。方法在6.25～100 μg/L范围内线性良好，检出限为0.2～0.25 μg/L。标准溶液平行测定的RSD≤10.0%，加标回收率分别为80%～114%。方法简便快速，可用于实际样品的检测。

甲苯；硝基苯类化合物；气相色谱；水环境

甲苯是有机合成的主要原料，具有挥发性，广泛分布在环境中。硝基苯类化合物是硝基芳香族化合物的总称，是染料合成、油漆、涂料、塑料、炸药、医药及农药制造等的中间体，属高毒污染物。水中存在的硝基苯类物质能够影响水体的自净能力［1］。我国《地表水环境质量标准》［2］规定甲苯最高限值为0.721 mg/L，硝基苯最高限值为0.017 mg/L，邻硝基甲苯、间硝基甲苯和对硝基甲苯的最高限值均为0.000 3 mg/L。因此，加强水环境中甲苯和硝基苯类化合物的监测非常重要。当前，水环境中硝基苯类化合物的检测方法有分光光度法［3］、气相色谱法［4-6］、气相色谱-质谱法［7-9］等等，但同时对水环境中甲苯及硝基苯类化合物的检测方法尚未建立。笔者采用气相色谱法测定水环境中甲苯及硝基苯类化合物，简便实用，专属性好，准确度高。

1　实验部分

1.1主要仪器与试剂

Clarus500气相色谱仪，FID检测器，PE公司；DB-1色谱柱（30m×0.32mm×0.25μm）。

1 000 μg/mL甲苯、硝基苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯、对硝基甲苯标准溶液（溶剂为甲醇），购自中国计量科学研究院；实验中所用试剂均为优级纯。

1.2色谱条件

色谱柱初温60℃（保持3 min）以20℃/min升至200℃（保持1 min）；汽化室温度230℃；检测器温度250℃；载气流量2 mL/min；分流比15∶1，进样量为0.5 μL。

1.3实验方法

取25 mL经过滤除杂处理后的水样，摇匀，用正己烷5 mL对水样分次进行萃取（第一次3 mL，第二次2 mL），振摇萃取5 min，静置5 min，弃去水相，收集萃取液，离心脱水，吸取上层有机溶剂0.5 μL，进样分析。

2　结果与讨论

2.1标准色谱峰

甲苯、硝基苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯、对硝基甲苯标准物质混合液气相色谱图见图1。

图1　标准物质混合液色谱峰Fig.1　Chromatographic peak of standard material intermixture

2.2萃取条件的优化

2.2.1萃取剂的选择选用二氯甲烷、醋酸乙酯、正己烷等几种极性不同的有机溶剂作为萃取剂，发现采用醋酸乙酯作萃取剂，萃取溶液分层不明显，而二氯甲烷与正己烷萃取效果比较好，考虑到二氯甲烷毒性较大，对环境和实验人员伤害较大，因此选择正己烷作为本实验的萃取剂。

2.2.2萃取方法的选择萃取方法一般分为液液萃取和固相萃取两种，固相萃取所需时间较长，消耗试剂较多，因此本实验采用液液萃取方式。用5mL萃取剂正己烷分2次（第一次3 mL，第二次2 mL）对25 mL加入标准混合液的实际水样用分液漏斗进行萃取，结果表明回收率达到80%～114%，准确度良好。

2.3线性实验与方法检出限

用正己烷将1 000 μg/mL的甲苯、硝基苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯、对硝基甲苯标准溶液配制成6.25、12.5、25、50、100 μg/L的混合标准系列，在1.2中所述色谱条件下进行测定，以浓度为横坐标，对应检测出的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，将标准溶液逐级稀释，检出限以噪音信号的3倍计。回归方程，相关系数及检出限结果见表1。

2.4精密度与回收率实验

取实际水样25 mL，在水样中分别加入甲苯、硝基苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯、对硝基甲苯标准溶液，使得水样中标样浓度均为6.25 μg/L，按照本方法分析条件进样分析，平行测定6次，测定结果见表2。

表1　线性与检出限实验结果Tab.1　Experiment results of linearity and determination limits

表2　精密度与回收率实验结果Tab.2　Experiment results of precision and recovery rates

2.5样品分析

按上述实验方法对饮用水、地表水、某公司提供的工业废水进行检测，结果见表3。

表3　样品测定结果Tab.3　Results of sample determination/（μg·L-1）

3　结语

实验采用正己烷分次萃取，使用气相色谱法测定水环境中甲苯及硝基苯类化合物的含量。该方法溶剂毒性较小，精密度好，RSD小于10%，检出限低，回收率在80%～114%之间，各组分线性关系良好，萃取操作效率高且简便，能够测定工业废水、地表水、自来水中甲苯及硝基苯类化合物的含量，符合检测要求。

（References）

［1］国家环境保护局有毒化学品管理办公室，化工部北京化工研究院环境保护研究所.化学品毒性、法规、环境数据手册［M］.北京：中国环境科学出版社，1992：389-399.

［2］国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.GB 3838—2002地表水环境质量标准［S］.北京：中国环境科学出版社，2003.

［3］中华人民共和国建设部.CJ/T 51—2004还原-偶氮分光光度法测定城市污水中硝基苯类化合物［S］.北京：中国标准出版社，2005.

［4］张欢燕，吴诗剑，刘鸣，等.GC-ECD测定地表水中的硝基苯类和氯苯类化合物［J］.环境科学与技术，2013，36（6）：84-88.

［5］汪玲.水环境中硝基苯类有机污染物的监测分析技术［J］.化学工程与装备，2015（5）：191-192.

［6］何立志，罗娟，罗蓉.毛细管柱-气相色谱法测定水样中硝基苯类化合物残留量［J］.理化检验：化学分册，2010，46（12）：1438-1440，1446.

［7］任衍燕，华勃.固相萃取-气相色谱/质谱法测定地表水中硝基苯类化合物［J］.中国给水排水，2012，28（24）：56-57.

［8］任朝兴，向统领，杨家欢.固相萃取-气相色谱/质谱法同时测定海水中9种硝基苯类化合物［J］.海洋环境科学，2012（5）：743-745.

［9］王玉江，黄传峰.气相色谱/质谱法测定空气中的硝基苯［J］.中国卫生检验杂志，2011，24（5）：1092-1093.

（责任编辑：叶冰）

Determination of Toluene and Nitrobenzene Compounds in Water Environment with GC

TAN Fang，YUAN Zhongqiu，WU Kehao，ZHENG Qi*
（Key Laboratory of Optoelectronic Chemical Materials and Devices，Ministry of Education，School of Chemistry and Environmental Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China）

A gas-chromatography method for determination of toluene，nitrobenzene，o-nitrotoluene，m-nitrotoluene，p-nitrotoluene in water was established and the extraction was n-hexane.The linearity was excellent in the scope of 6.25-100 μg/L.The method determination limits were 0.2-0.25 μg/L. The relative standard deviations（RSD）were less than 10%.The spiked recovery rates came to be 80%-114%。The method was simple and fast，it was suitable for the determination of samples.

toluene；nitrobenzene compounds；GC；water environment

O657.71

：A

：1673-0143（2015）06-0530-03

10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2015.06.009

2015-08-28

武汉市教育局科技项目（CXY201402）

谭芳（1973—），女，实验师，硕士，研究方向：仪器分析。

*通讯作者：郑琦（1962—），女，教授，博士，研究方向：食品、药品分析化学。E-mail:zq_1101@sina.com