GC—MS法同时测定水中60种挥发性有机物

叶燕玲

摘 要：GC-MS法同时测定水中60种挥发性有机物的方法。方法：采用GC-MS法富集水中的挥发性有机物，解吸后用色谱-质谱联用法测定，选择特征离子定量。结果：能简便、快速、有效地分离检测水中的60种挥发性有机物。方法的相关系数大于0.9978，响应因子的相对标准偏差小于4.28%，样品加标回收率样品在88.7%～112.4%。结论：本法干扰小、分离度好、灵敏度高、结果准确、操作简便，对多种水样适应性好，适合水中60种挥发性有机物的同时检测分析。

关键词：GC-MS法；水；挥发性有机物

中图分类号：X832 文献标识码：A

我们知道，在水里面，有机污染物的含量本身会比较高，特别是挥发性的有机物，又占据了其中的大多数，而且其成分也比较复杂，一般来说包含了这些内容：烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类、低沸点的多环芳烃类等物质，但是他们都有一个前提，那就是沸点要求在50℃～280℃，而且室温状态下呈饱和状态，并且他们的蒸汽压都在133.322Pa以上。我们知道，一旦水里面VOCS的含量超过了一定程度，那么就必然对人体造成健康危害，所以一直以来世界卫生组织和各个国家，乃至我国所采用的水质标准内容里面，对这项内容都提出了相应的限定要求。本文在这个基础上，就气象色谱与质谱联合测定的形式进行了GC-MS方法的设定，并且以此进行水里面VOCS的测定，最终得出我们所需要的结果。

1 材料和方法

1.1 在仪器方面，我们选择的是Tekmar Atomx型GC-MS法仪，Atomx Teklink联机软件，5.0mL吹扫管，并且采用自动的形式进行进样。Finnigan Trace GC Polaris Q型气相色谱-质谱联用仪，Xcalibur1.4色谱工作站，DB-604MS毛细管柱30m×0.32mm×0.25m。

1.2 在试剂方面，我们采用的标准物质是EPA524.2方法系列的，其中包含了M-502A-R-10X、M-502B-10X等各种不同的类别，一共有六十多种的VOCS物质，而且在这里面所有化合物在浓度方面都必须满足每毫升2000g的含量；而在内标物质里面，我们采用的是CLP-004-100X：氟苯，其浓度要求每毫升在2500g左右，还有每毫升2000g的M-604-SS-11-10X：1，2-二氯苯-d4。并且进行质谱标记的时候，我們利用的是4-溴氟苯，但是这里所有的物质都不能出现VOCS纯水。

1.3 测试条件

1.3.1 使用GC-MS方法的时候必须要满足这些条件：首先，利用接近100%的高浓度氮气以每分钟40mL的速度进行吹扫气，时间持续11分钟，然后在两分钟时间里以250度为目标进行解吸。解吸流速：300mL/min；解吸后捕集阱在280℃烘焙2min。

1.3.2 质谱条件离子源：EI源，采用的是70EV左右的电子能量，同时离子源的温度必须要满足220℃以上，并且此类方法采用的传输线温度也要在250℃以上方可。在这种条件下，我们利用的是35～300范围的全扫描模式进行扫描，并且扫描三次。

1.4 水样的采集及处理

在采样之前，我们采用的是50mL容量的棕色VOCS专用瓶进行，并且瓶盖必须要带有聚四氟乙烯。在进行采用的时候，我们先多次用水样对采样瓶进行冲洗，使其瓶里充满水样，并且不能有任何的气泡出现，然后盖紧瓶盖。而那些没有余氯含量的样品以及现场空白样品，我们对其加入一些物品，以每50mL为例加入盐酸作为固定剂，每升4mol的盐酸含量，从而避免水样出现生物降解的情况。而对于那些含有氯含量的，则在其中加入抗坏血酸即可，并且在整个瓶子里面充满水样并开始慢慢溢流之后，以每升4mol的含量加入盐酸，每20mL样品都要有这些浓度的盐酸，从而进行pH值的调节，然后再将瓶子密闭起来。在成功采集水样后，要及时进行水样的测定，就算不能马上进行测定与分析，也要立即将其放置在冰箱里面冷藏保存。并且，现场的水样在进入实验室之前应当先用冰块对其进行降温处理，以4℃的温度进行冷藏，直到分析处理为止。而且样品的存放地方不能存在有机物对其进行干扰和影响。在样品采集之后，我们必须要在两周之内实现测定操作，不然的话只能重新进行样品的采集。

2 结果与讨论

2.1 色谱分离情况

60种挥发性有机化合物的标准色谱图如图1所示。

2.2 GC-MS法条件的优化

2.2.1 吹扫流速的选择

吹出的效率与吹扫流速有关，流速越大则效率也就越高，但是流速也不能太大，不然容易吹落那些已经捕集好的吸附剂或者分析组份内容，从而对捕集效率与效果产生不良影响。而且流速的选择也与其他因素有关，比如样品里面所包含的待测物品所含有的浓度、自身的挥发性以及与样品基质存在的作用，在捕集管中的吸附作用大小等内容有着直接或者间接的关系。对此，我们分别是每分钟30mL～50mL的流速进行了测定，我们发现在每分钟40mL之后流速明显加快，而且回收率开始出现很明显的下降，这也表明了如果吹扫流速太大的话会对样品的捕集产生影响，从而出现了样品组分的缺失情况。故我们采用40mL/min的视被测样品的吹扫流速，这样使被测水样在微孔板上产生均匀气泡，又可保证吹扫和捕集的效率。

2.2.2 吹扫时间及温度的选择

同时，吹扫的时间也有影响，如果时间太长，那么我们进行分析的时候其重现性以及灵敏程度相对就会高很多。但是，由于要对分析测定的时间以及效率进行考虑，我们在充分实现分析要求的前提之下，对于吹扫的时间要有一定的选择性，一般来说尽可能短为最好。对此，我们以7、9、11、13、15分钟为不同的吹扫时间测定，发现大多数VOCs经7min吹扫，吹脱率已在9O%以上，但对于沸点较高的VOCs，故我们选择吹扫时间为1lmin。

2.3 色谱条件的优化

2.3.1 在进行优化处理之前，我们对实验里面的色谱柱、载气流量等进行了相关的处理操作，并且从所有的结果里面进行选择，将最好结果作为条件进行我们的色谱分离操作。并且在当前的前提下，我们进行了水样的分析检测，主要针对的是混合的标准水样的内容，对其进行VOCS含量的分析检测。经过我们的检测，所有的组份显示出来的分离效果都比较良好，而且所有组份的分离程度都超过了0.92，呈堆成的峰形，并且拖尾的因子T内容在0.93～1.05的范围内，实现了比较充分的分离效果。在这里我们发现，如果在峰值重合的地方出现了样品的峰值，那么我们必须要先以质谱图和标准谱库进行对照处理，然后针对相似的内容对这个物质进行定性，最后再对其进行定量操作，主要利用的是标准曲线。通过此方法可实现一次进样，即能同时定性定量分析60种VOCs。

2.3.2 在进行选择好的分流模式使用的时候，我们通过这些分流的操作，可以对所测算的物质的对称、分离后的色谱峰数值进行获取，并且在整体上面的响应度也比较高。如果没有进行分流模式的使用时候，那么我们所看到的目标峰值就会出现变形情况，比如拉宽或者拖尾的现象，而且响应值方面也不如人意，会比较低。

结语

GC-MS法/气相色谱-质谱联用法可用于同时测定水中的60种VOCs。本方法无需样品前处理，具有操作简单、方便快捷等优点，由于质谱仪的强定性能力，可较容易地排除相邻组份及其他杂质的干扰，加上气相色谱的强分离能力，能在短时间内获得满意的分离度和定性定量结果。该方法灵敏度高、操作简便，可满足多种水样中60种VOCs的同时检测分析。

参考文献

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