吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水中61种挥发性有机物

张 南

（河南省岩石矿物测试中心，河南郑州 450053）

1 研究背景

水是人类的生命之源，而我国的水环境问题形势严峻，水体污染状况不容乐观，其中挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）已经成为水质污染的主要污染物之一。世界卫生组织（WHO）将挥发性有机物（VOCs）定义为熔点低于室温、沸点在50～260℃的挥发性有机化合物[1]。VOCs 可以释放到环境中，通过不同的途径污染到各类水体。当VOCs 达到一定浓度后，会对人的肝、肾、大脑及神经系统等产生巨大危害，严重威胁到人类身体健康[2]。目前实验室对于挥发性有机物的测定方法主要包括：顶空-气相色谱质谱法[3]、顶空-气相色谱法[4]、吹扫捕集-气相色谱质谱法[5]，现在也有一些国内环境监测部门使用便携式GC-MS 对现场水中VOCs 进行快速测定[6]。本文通过对《水质挥发性有机物的测定吹扫捕集气相色谱质谱法（HJ 639—2012）》进行确认和优化，建立了一次性检测61种挥发性有机物的实验室方法。

2 实验部分

2.1 试剂与仪器

56 种VOC 混标，美国ANPLE，2 000mg/L；二硫化碳，美国O2SI，2 000mg/L；甲醇中丙酮及异丙醇，美国O2SI，1 000mg/L；丙烯腈，美国ANPLE，1 000mg/L；氯甲烷，美国O2SI，2 000mg/L；甲基叔丁基醚，美国O2SI，2 000mg/L；3 种内标混标，美国O2SI，2 000mg/L；3 种替代物混标，美国O2SI，2 000mg/L；甲醇，Avantor，GC；空白试剂水，市售屈臣氏蒸馏水，经检测无挥发性有机物。

Thermo TRACE GC Ultra-ISQ 气相色谱质谱联用仪；15-3200-074自动吹扫捕集器（带自动进样器），TEKMAR 美 国；DB-624UI 30m×0.25mm×1.4um，Agilent 美国。

2.2 仪器条件

2.2.1 气相色谱条件

柱温38 ℃保持2min，5 ℃/min升温至120 ℃，10℃/min 升至210℃。分流模式：分流比30∶1。进样口温度200℃。柱流量1.2mL/min。

2.2.2 质谱条件

离子源EI。离子源温度280 ℃。离子化能量70Ev。传输线温度290℃。灯丝关闭时间2.20～2.70min。扫描模式：SIM+SCAN，SIM 定量。

2.2.3 吹扫捕集条件

吹扫流量40mL/min，吹扫温度40℃，吹扫时间11min，干吹时间2min，预脱附温度180℃，脱附温度190℃，脱附时间2min，280℃烘烤6min。

2.3 实验方法

2.3.1 标准溶液配制

用甲醇将VOCs 标准溶液配制成20mg/L 的混合标准溶液储备液，使用时分别吸取1.2µL、2µL、4µL、10µL、20µL、40µL、80µL 标准溶液储备液加入装满40mL 空白水的样品瓶中，配制成质量浓度为0.6µg/L、1.0µg/L、2.0µg/L、5.0µg/L、10.0µg/L、20.0µg/L、40.0µg/L 的标准系列。与样品在相同条件下上机分析，现用现配。

2.3.2 水样的测定

在40mL 的棕色样品瓶中加入0.5mL1∶1的HCl溶液，样品瓶中装满水样不留气泡，由仪器自动抽取5mL 水样后泵入5µg/mL 的内标替代物混合溶液10µL进行测定。

3 结果与讨论

3.1 61种挥发性有机物标准色谱图（SIM+SCAN）

61种VOCs 气相色谱图如图1所示。

图1 61种VOCs气相色谱图

3.2 标准曲线相关系数和检出限

本方法采用SIM+SCAN 扫描模式，SIM 模式定量，SCAN 模式辅助定性，内标法定量。测定的61种挥发性有机物的标准曲线和相关系数见表1。

表1 目标化合物相关系数

续表

3.3 方法检出限、精密度、准确度和回收率

在不含目标物的空白水中分别加入不同体积的VOCs混合标准溶液储备液，配制成2.0µg/L、10.0µg/L、30.0µg/L 的3种不同浓度水平的各7份平行样品进行测定，分别计算各目标化合物的检出限、精密度、准确度和回收率。检出限DL=S×3.143，各目标化合物的方法检出限为0.2～0.6μg/L，3种浓度水平下各目标化合物的相对标准偏差为2.6%～9.8%，加标回收率为89%～116%。取实际样品进行加标试验，加标浓度为10.0µg/L 时，平均加标回收率为86%～126%。

4 结论

基于《水质挥发性有机物的测定吹扫捕集（气相色谱-质谱法）HJ 639—2012》建立分析方法，能准确分析测定水质中61种挥发性有机物，样品前处理简单，曲线线性关系好，精密度高，回收率高，完全满足HJ 639—2012的要求，适用于相关水体样品的检验。