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生活饮用水中挥发性有机化合物VOCs检测解决方案

时间：2022-05-16 阅读：4809

前言

挥发性有机化合物(VOCs)是在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物，通常分为非甲烷碳氢化合物、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。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。因此，VOCs在生活饮用水中的含量一直受到人们的重点关注，VOCs的限值和检测方法是《生活饮用水卫生标准》中及其重要的一部分。

本方法参考《GB 5750.8-2006 生活饮用水标准检验方法有机物指标》的测试方法，使用LabTech PT1000 全自动固液吹扫捕集仪和GC-MS建立了生活饮用水中52种挥发性有机化合物的检测方法。方法得到的挥发性有机化合物校正曲线R2≥0.995，回收率为87.9%~110.3%，RSD为1.0%~9.3%。

本方法中使用的LabTech PT1000 全自动固液吹扫捕集仪可与任意品牌的GC和GC-MS联机使用，最高支持102位连续运行，不仅可用于液体样品的检测，也可用于固体样品检测，可满足用户的不同需求。

1、实验仪器及设备

1.1 PT1000 全自动固液吹扫捕集仪，莱伯泰科公司；

1.2 7820A气相色谱仪，安捷伦公司；

1.3 5977B质谱仪，安捷伦公司；

1.4 样品瓶： 40 mL棕色玻璃瓶，具硅橡胶-聚四氟乙烯衬垫螺旋盖；

1.5容量瓶： 50 mL棕色容量瓶，A级。

2、试剂和材料

2.1空白试剂水：二次蒸馏水或通过纯水设备制备的水；

2.2甲醇(色谱纯， Fisher Chemical)；

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

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

2.5标准贮备液： ρ=2000μg/mL，国家标准物质；

3、测试过程

3.1样品分析方法

3.1.1吹扫捕集条件

吹扫温度：室温；吹扫流速：40mL/min；吹扫时间：11min；干吹时间：3min；吸附温度：40℃，预脱附温度：245℃；脱附温度：250℃；脱附时间：2min；烘烤温度： 260℃；烘烤时间：6min；除湿阱就绪温度：50℃；除湿阱烘烤温度：260℃；阀箱温度：150℃；GC传输线：150℃

3.1.2GC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。

3.2 MS检测条件

离子源：EI 源；

离子源温度：230℃；

离子化能量：70eV；

扫描方式：全扫描；

扫描范围：m/z 35～270 amu；

溶剂延迟：2.0min；

电子倍增电压：与调谐电压一致；

接口温度：260℃。

3.3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 0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、40.0μg/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

图2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3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50种目标物的R²均在0.995以上，其中大部分都在0.998以上。

图3氯乙烯标准曲线结果

序号	化合物	保留时间/min	R2	RF-RSD
1	氯乙烯	2.318	0.9997	2.99
2	1，1-二氯乙烯	3.933	0.9997	5.11
3	二氯甲烷	4.598	0.9998	10.91
4	反式-1，2-二氯乙烯	4.971	0.9999	4.08
5	1，1-二氯乙烷	5.605	0.9993	4.76
6	2，2-二氯丙烷	6.523	0.9998	10.76
7	顺式-1，2-二氯乙烯	6.538	0.9991	3.47
8	溴氯甲烷	6.942	0.9996	10.62
9	二溴氟甲烷（SS）	7.351	0.9996	3.85
10	1，1，1-三氯乙烷	7.414	0.9996	1.70
11	四氯化碳	7.676	0.9997	5.00
12	1，1-二氯丙烯	7.702	0.9997	3.03
13	苯	8.048	0.9998	2.09
14	1，2-二氯乙烷	8.075	0.9985	4.94
15	三氯乙烯	9.281	0.9997	4.97
16	1，2-二氯丙烷	9.69	0.9998	2.72
17	二溴甲烷	9.915	0.9997	3.56
18	一溴二氯甲烷	10.282	09998	2.34
19	甲苯-D8（SS）	11.808	0.9998	3.21
20	甲苯	11.955	0.9997	5.69
21	1，1，2-三氯乙烷	12.862	0.9998	6.47
22	四氯乙烯	13.197	0.9996	2.55
23	1，3-二氯丙烷	13.223	0.9998	2.16
24	二溴氯甲烷	13.758	0.9998	7.69
25	氯苯	15.232	0.9998	2.36
26	1，1，1，2-四氯乙烷	15.473	0.9995	3.77
27	乙苯	15.572	0.9997	4.00
28	间对二甲苯	15.882	0.9996	4.27
29	邻二甲苯	16.878	0.9996	4.13
30	苯乙烯	16.915	0.9997	3.07
31	异丙苯	17.822	0.9996	3.29
32	4-溴氟苯（SS）	18.22	0.9997	1.75
33	溴苯	18.571	0.9995	2.27
34	1，1，2，2-四氯乙烷	18.797	0.9956	4.37
35	1，2，3-三氯丙烷	18.76	0.9995	2.79
36	正丙苯	18.986	0.9996	4.36
37	2-氯甲苯	19.127	0.9993	2.53
38	4-氯甲苯	19.426	0.9994	3.15
39	1，3，5-三甲基苯	19.478	0.9997	5.86
40	叔丁基苯	20.265	0.9998	5.53
41	1，2，4-三甲基苯	20.385	0.9996	5.69
42	仲丁基苯	20.794	0.9995	5.47
43	1，3-二氯苯	20.941	0.9996	1.75
44	4-异丙基甲苯	21.151	0.9997	4.14
45	1，4-二氯苯	21.156	0.9997	1.61
46	1，2-二氯苯	21.943	0.9997	1.57
47	正丁基苯	22.042	0.9997	5.07
48	1，2-二溴-3-氯丙烷	23.521	0.9985	10.13
49	1，2，4-三氯苯	25.073	0.9996	5.38
50	六氯丁二烯	25.44	0.9996	3.08
51	萘	25.482	0.9994	8.88
52	1，2，3-三氯苯	25.906	0.9998	4.97

4.3精密度及准确度结果

对浓度为0.5μg/L、1.0 mg/L 、10.0mg/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，所测化合物的精密度在1.0%-9.3%之间，准确度87.9%-110.3%之间。

4.4检出限结果

所测物质的检出限及定量下限见表2所示。

表2检出限结果

序号	化合物	保留时间/min	检出限/μg/L	定量下限/μg/L
1	氯乙烯	2.318	0.107	0.43
2	1，1-二氯乙烯	3.933	0.066	0.27
3	二氯甲烷	4.598	0.108	0.43
4	反式-1，2-二氯乙烯	4.971	0.106	0.42
5	1，1-二氯乙烷	5.605	0.086	0.35
6	2，2-二氯丙烷	6.523	0.098	0.39
7	顺式-1，2-二氯乙烯	6.538	0.072	0.29
8	溴氯甲烷	6.942	0.148	0.59
9	二溴氟甲烷	7.351	-	-
10	1，1，1-三氯乙烷	7.414	0.091	0.36
11	四氯化碳	7.676	0.070	0.28
12	1，1-二氯丙烯	7.702	0.101	0.41
13	苯	8.048	0.061	0.24
14	1，2-二氯乙烷	8.075	0.074	0.30
15	三氯乙烯	9.281	0.056	0.22
16	1，2-二氯丙烷	9.69	0.119	0.48
17	二溴甲烷	9.915	0.101	0.40
18	一溴二氯甲烷	10.282	0.075	0.30
19	甲苯-D8	11.808	-	-
20	甲苯	11.955	0.047	0.19
21	1，1，2-三氯乙烷	12.862	0.071	0.29
22	四氯乙烯	13.197	0.103	0.41
23	1，3-二氯丙烷	13.223	0.072	0.29
24	二溴氯甲烷	13.758	0.071	0.28
25	氯苯	15.232	0.072	0.29
26	1，1，1，2-四氯乙烷	15.473	0.045	0.18
27	乙苯	15.572	0.042	0.17
28	间对二甲苯	15.882	0.032	0.13
29	邻二甲苯	16.878	0.063	0.25
30	苯乙烯	16.915	0.072	0.29
31	异丙苯	17.822	0.048	0.19
32	4-溴氟苯	18.22	-	-
33	溴苯	18.571	0.050	0.20
34	1，1，2，2-四氯乙烷	18.797	0.111	0.44
35	1，2，3-三氯丙烷	18.76	0.061	0.24
36	正丙苯	18.986	0.046	0.19
37	2-氯甲苯	19.127	0.052	0.21
38	4-氯甲苯	19.426	0.056	0.23
39	1，3，5-三甲基苯	19.478	0.041	0.16
40	叔丁基苯	20.265	0.040	0.16
41	1，2，4-三甲基苯	20.385	0.048	0.19
42	仲丁基苯	20.794	0.057	0.23
43	1，3-二氯苯	20.941	0.054	0.22
44	4-异丙基甲苯	21.151	0.050	0.20
45	1，4-二氯苯	21.156	0.063	0.25
46	1，2-二氯苯	21.943	0.069	0.27
47	正丁基苯	22.042	0.042	0.17
48	1，2-二溴-3-氯丙烷	23.521	0.105	0.42
49	1，2，4-三氯苯	25.073	0.060	0.24
50	六氯丁二烯	25.44	0.070	0.28
51	萘	25.482	0.040	0.16
52	1，2，3-三氯苯	25.906	0.057	0.23

5、结果与讨论

本实验使用LabTech PT1000全自动固液吹扫捕集仪结合GC-MS，可以同时测定生活饮用水中52种挥发性有机化合物，该方法不仅满足《GB 5750.8-2006 生活饮用水标准检验方法有机物指标》中对饮用水的卫生检验要求，而且具有灵敏度高，检测快速，自动化程度高等优点。

参考标准

1、《GB 5750.8-2006 生活饮用水标准检验方法有机物指标》