《活性碳纤维固相微萃取_气相色谱_质谱联用测定水中苯系物.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《活性碳纤维固相微萃取_气相色谱_质谱联用测定水中苯系物.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 收稿日期:2001206223 作者简介:贾金平,男,1961年生,教授,博士生导师,E2mail :jpjia mail1. 。 基金项目:国家重点科技(“九五” 攻关)项目 (96 2A232012 07) 活性碳纤维固相微萃取/气相色谱2质谱联用测定水中苯系物 贾金平, 冯 雪, 方能虎, 黄加量 (上海交通大学环境科学与工程学院,上海200240) 摘要:对直接进样、 二硫化碳萃取和活性碳纤维固相微萃取(ACF2SPME)分别与气相色谱2质谱联用测定水中的苯 系物的方法进行了比较研究。对3种方法的线性、 重复性、 最小检出限等进行了试验测定。测定结果表明,固相微 萃取在灵敏度方面优于
2、其他方法,但在重复性方面还有待提高。利用固相微萃取方法进行了实际废水样的检测及 回收率试验,结果令人较为满意。 关键词:气相色谱2质谱;活性碳纤维;固相微萃取;苯;甲苯;乙苯;二甲苯;水 中图分类号:O658 文献标识码:A 文章编号:100028713(2002)0120063203 Improvement of the Determination Method of Benzene , Toluene , Ethylbenzene and Xylene( BTEX) in Water Using Activated Carbon Fiber Solid2Phase Microextract
3、ion/ G as Chromatography2Mass Spectrometry( GC2MS) J IA Jin2ping , FENG Xue , FANG Neng2hu , HUANGJia2liang ( School of Environment Science and Engineering , Shanghai Jiaotong University , Shanghai 200240 , China) Abstract : The methods of direct injection , carbon disulfide extraction and activated
4、 carbon fiber solid2 phase microextraction/ GC2MS , usually used in the determination of BTEX in water matrix , are compared and discussed. Experimental data of linearity , precision and limit of detection illustrate that the last one is better than the two other methods1This method was tested by th
5、e practical sample experiments and expected to be a simple and sensitive new method for the analysis of BTEX in water1 Key words: gas chromatography2mass spectrometry; activated carbon fiber ; solid2phase micro2 extraction ; benzene ; toluene ; ethylbenzene ; xylene ; water 近几年,固相微萃取技术在国内迅速发展,已引 起国内
6、学者的关注1。国内许多大专院校、 环境监 测站以及研究所开始重视本技术并开展了相关的工 作,如水中痕量多环芳烃2、12苯酚3和氯苯系化合 物4的测定等。 苯系物是一类普遍存在的有毒有害污染物,所 以对其进行检测是很必要的。国内外环境监测部门 推荐的标准方法是二硫化碳萃取气相色谱法。在应 用体型纤维固相微萃取方法对苯、 氯仿等进行研究 分析的基础上5 ,6,我们对水中苯系物的测定方 法7 ,8进行了改进。传统涂层型固相微萃取方法中 的萃取头虽得到了广泛的应用,但也存在不足,如涂 层技术复杂、 耐热性差、 自支持力不强、 易损坏及吸 附量有限等,使其在应用上受到了限制。针对活性 碳纤维吸附对象广、
7、 吸附容量大、 容易解吸的特点, 我们自制了活性碳体型纤维固相微萃取器。以整根 纤维而不仅仅是以涂层作为萃取介质,大大增加了 吸附量,同时又加强了纤维的强度,成功地弥补了传 统涂层型固相微萃取存在的不足,可作为涂层型的 一种补充形式。 1 实验部分 111 色谱条件 日本岛津公司QP5000气相色谱2质谱联用仪; 60 m0125 mm i. d.弱极性毛细管柱,涂层(m(苯 基)m(聚甲基硅氧烷 ) = 5 95) 厚度为0125m;柱 温采用程序升温方式:80(10 min) 20/ min 100 (5 min) 20/ min 120(3 min) ;进样口温度: 250;接口温度:2
8、50;载气:高纯氦气;柱流量: 第20卷第1期 2002年1月 色谱 CHINESE JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY Vol. 20 No. 1 January 2002 014 mL/ min ;柱压:50 kPa ;进样方式:分流进样,分 流比为101 ;进样量:012L ;质谱检测为单离子扫 描选择离子监测(SIM)方式,采用分段检验离子碎 片定量。 图1是在上述条件下得到的苯系物总离子流色 谱图。各种物质的保留时间以及各段时间内检验的 离子碎片同时在图1中给出。 图1 苯系物的总离子流色谱图 Fig. 1Total ion chromatogram of benze
9、ne , toluene , ethylbenzene and xylene 1. benzene ,m/ z= 78 ; 2. toluene ,m/ z= 91 ; 3. ethylben2 zene ,m/ z= 91 ; 4.p2xylene ,m/ z= 91 ; 5.o2xylene ,m/ z= 91 ; 6.m2ethyltoluene ,m/ z= 105. 112 主要试剂 苯、 甲苯、 乙苯、 邻二甲苯、 对二甲苯(均为上海 化学试剂研究所产品)和间甲基乙苯(Fluka ,瑞士) 均为色谱纯;二硫化碳、 甲醇为分析纯;纯水与二硫 化碳、 甲醇经检验均不含苯系物;标准储备液
10、:用甲 醇为溶剂配制苯系物混合标准储备液,质量浓度为 5 g/ L ,低温保存。 113 实验步骤 11311 二硫化碳萃取法 用移液管移取欲萃取的 溶液10100 mL置于磨口比色管中,加入1100 mL 二硫化碳。振荡5 min ,充分萃取后取出二硫化碳 层,放入磨口试剂瓶中。 11312 活性碳纤维固相微萃取法(ACF2SPME) 将盛有10100 mL水样的萃取瓶加密封圈,于20 的恒温条件下放置1 h ,将SPME器插入萃取瓶中, 萃取20 min。萃取完毕后迅速将针管插入气相色 谱仪的汽化室,高温解吸,经色谱柱分离后进入质谱 仪中进行分析定量。 114 标准曲线的制作 用纯水逐级稀
11、释混合标准储备液,得苯系物混 合标准溶液的质量浓度分别为0100 mg/ L ,1100 mg/ L ,2100 mg/ L ,4100 mg/ L ,6100 mg/ L和10100 mg/ L。依据 “113” 中所述步骤进行实验,以峰面积 对质量浓度作图,分别制作直接进样、 二硫化碳萃 取、 固相微萃取等3种方法下的标准曲线。 2 结果与讨论 211 线性相关系数 对苯系物各个组分分别作标准曲线,结果表明 3种方法均具有良好的线性(见表 1) 。 表1 不同方法下的标准曲线相关系数 Table 1Correlation coefficients of different methods
12、Component r2 direct injection CS2 extraction ACF2 SPME 1) Benzene0. 9860. 9860. 985 Toluene0. 9900. 9860. 972 Ethylbenzene0. 9910. 9740. 976 p2Xylene0. 9960. 9880. 973 o2Xylene0. 9940. 9800. 968 m2Ethyltoluene0. 9900. 9710. 984 1) ACF2SPME:activated carbon fiber solid2phase microextrac2 tion. 212 重复
13、性试验 用4100 mg/ L的标准溶液进样5次,测试各种 方法的精密度。由表2可知,固相微萃取方法的相 对标准偏差(RSD)均小于8 % ,直接进样法的RSD 小于二硫化碳萃取法和固相微萃取方法,原因是直 接进样法没有其他两种方法的前处理过程,避免了 因预处理产生的误差。另外,使用活性碳纤维做萃 取纤维是一种新的应用,该技术本身还处于发展完 善阶段,对于影响重复性的因素还需要进一步的研 究和改善。 表2 方法的精密度 ( n = 5) Table 2Precision of the methods ( n = 5)% Component RSD direct injection CS2 ex
14、traction ACF2 SPME 1) Benzene3. 675. 926. 70 Toluene4. 275. 254. 41 Ethylbenzene4. 704. 853. 75 p2Xylene4. 583. 997. 94 o2Xylene4. 455. 495. 54 m2Ethyltoluene3. 635. 327. 49 1) ACF2SPME:activated carbon fiber solid2phase microextrac2 tion. 213 最低检出限 按照仪器3倍信噪比计算检出限。直接进样法 对各种苯系物的最低检出限为01030 mg/ L01050
15、 mg/ L ,CS2萃取法的检出限为01006 mg/ L01010 mg/ L ,ACF2SPME方法的检出限为01001 mg/ L 46色谱第20卷 01009 mg/ L。ACF2SPME方法的灵敏度优于其他 两种方法。实验中,我们选择分流比为101 ;若减 小分流比,灵敏度还可以增加。 214 实际样品的回收率试验 使用活性碳纤维固相微萃取方法对上海某化工 厂提供的废水样品进行测试,同时进行回收率计算, 结果见表3。 表3 回收率试验结果 Table 3Determination of recoveries using w aste w ater Component Backgro
16、und (mg/ L) Found (mg/ L) Recovery ( %) Benzene1. 0091. 116107. 0 Toluene0. 1640. 275111. 0 Ethylbenzene0. 2190. 323104. 0 p2Xylene0. 1850. 296111. 0 o2Xylene0. 0450. 13994. 0 m2Ethyltoluene0. 3770. 481104. 0 Fortification level : 0110 mg/ L. 实验结果表明,利用活性碳纤维固相微萃取方 法测定水中6种苯系物,具有灵敏度高的优点。虽 然在重复性方面有待改进,但
17、比其他方法操作简单, 测定迅速,值得做进一步的探讨。 参考文献: 1CHEN Chu2liang1ShanghaiEnvironmentalScience , 1997 , 16(4) :39 陈楚良.上海环境科学, 1997 , 16(4) :39 2WANG Yi2ru , WANG Xiao2ru , Lee Frank S C1Chemi2 cal Journal of Chinese Universities , 1999 , 20(5) :699 王翊如,王小如, Lee Frank S C1 高等学校化学学报, 1999 , 20(5) :699 3MIAO Xiu2sheng
18、, TIAN Hong.Analysis Laboratory , 1999 , 18(5) :69 苗秀生,田 虹.分析实验室, 1999 , 18(5) :69 4ZHANG Xiao2yong , LI Yan , CAI Wen2jun. Journal of Instrumental Analysis , 2000 , 19(4) :79 张晓永,李 岩,蔡文君.分析测试学报, 2000 ,19 (4) :79 5J IA Jin2ping , HE Yi. Chemistry Society , 1998 , 39(4) : 214 贾金平,何 翊.化学世界, 1998 , 39(
19、4) :214 6J IA Jin2ping , HE Yi. Environmental Science , 1998 , 19 (4) :79 贾金平,何 翊.环境科学, 1998 , 19(4) :79 7LU Jie , J IANG Shu2qiu. Chinese Public Health , 1998 , 14(6) :345 鲁 杰,姜树秋.中国公共卫生, 1998 , 14(6) :345 8SHEN Yan2feng ,CHENQiu2hong.Environmental Monitoring in China , 1998 , 14(1) :24 沈燕峰,陈秋红.中国环境监测, 1998 , 14(1) :24 56 第1期贾金平等:活性碳纤维固相微萃取/气相色谱2质谱联用测定水中苯系物