吹掃捕集-氣相色譜法測定土壤和沉積物中的揮發(fā)性石油烴C6-C9

揮發(fā)性石油烴是在石油烴中沸點(diǎn)較低的一類有機(jī)污染物，主要為烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴類和烯烴類化合物，廣泛分布于水、土壤及其他介質(zhì)中。低沸點(diǎn)飽和烴會引起動物麻醉、昏迷，高濃度時能破壞細(xì)胞導(dǎo)致動物死亡。高沸點(diǎn)的烴容易附在植物的根系表面，形成粘膜，阻礙根系的呼吸和吸收，引起根系腐爛，影響作物的根系生長。吹掃捕集法（P&T）是一種動態(tài)頂空技術(shù)。P&T取樣量少、富集效率高、受基體干擾小，容易實(shí)現(xiàn)在線檢測，是一種非平衡態(tài)連續(xù)萃取，可以將被測物進(jìn)行濃縮，從而大大提高方法的靈敏度。

本方法參考《HJ 1020-2019 土壤和沉積物 石油烴（C6-C9）的測定吹掃捕集/氣相色譜法》的測試方法，使用LabTech PT1000 全自動固液吹掃捕集儀建立了土壤和沉積物中揮發(fā)性石油烴的檢測方法，該方法簡單、快速，線性好，靈敏度高，準(zhǔn)確度高，可用于快速檢測土壤和沉積物中揮發(fā)性石油烴類化合物。

關(guān)鍵詞

PT1000 全自動固液吹掃捕集儀，HJ1020-2019，揮發(fā)性石油烴，C6-C9  

1、 儀器和設(shè)備

1.1 PT1000 全自動固液吹掃捕集儀，萊伯泰科公司；

1.2 GC2010氣相色譜儀，島津公司；

1.3 樣品瓶：40 mL棕色玻璃瓶，具硅橡膠-聚四氟乙烯襯墊螺旋蓋

2、 試劑和材料

2.1空白試劑水：二次蒸餾水或通過純水設(shè)備制備的水；

2.2甲醇（色譜純， Fisher Chemical）；

2.3標(biāo)準(zhǔn)貯備液： ρ=5000μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

2.4 替代物貯備液：ρ=2000μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

2.5標(biāo)準(zhǔn)中間液：ρ=1000μg/mL

用甲醇（2.2）稀釋標(biāo)準(zhǔn)貯備液（2.3），避光低溫保存；

2.6 替代物使用液：ρ=100μg/mL

用甲醇（2.2）稀釋標(biāo)準(zhǔn)貯備液（2.4），避光低溫保存；

2.7 2-甲基戊烷標(biāo)準(zhǔn)溶液：ρ（C₆H₁₄）=5000μg/mL；

2.8正癸烷標(biāo)準(zhǔn)溶液：ρ（C₁₀H₂₂）=5000μg/mL

3、測試過程

3.1樣品準(zhǔn)備

        稱取5g樣品于樣品瓶中（1.3），蓋緊瓶蓋，放置到PT1000自動固液吹掃捕集儀的樣品架中，選擇用儀器自動加入5mL水和替代物。 

3.2 樣品分析方法

3.2.1 吹掃捕集條件

吹掃溫度：50℃；吹掃流速：40mL/min；吹掃時間：11min；干吹時間：2min；吸附溫度：40℃，預(yù)脫附溫度：245℃；脫附溫度：250℃；脫附時間：2min；烘烤溫度： 260℃；烘烤時間：5min；除濕阱就緒溫度：50℃；除濕阱烘烤溫度：260℃；閥箱溫度：130℃；GC傳輸線：130℃；土壤傳輸線：150℃。

3.2.2 GC檢測條件

色譜柱：HP-5ms  30m*0.25mm*0.25μm；

進(jìn)樣口溫度：200℃；

柱流速：1mL/min（恒流）；

進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比30:1；

柱箱溫度：38℃，保持1min，以3.8℃/min升溫至80℃，保持1min，以10℃/min升溫至105℃，保持5min，以20℃/min升溫至180℃，保持1min。

3.3 C6-C9保留時間窗的確定

分別移取1μL 2-甲基戊烷標(biāo)準(zhǔn)溶液（2.7）和正癸烷標(biāo)準(zhǔn)溶液（2.8）加入到事先裝有5mL實(shí)驗(yàn)用水的40mL樣品瓶（1.3）中。按照調(diào)試好的儀器條件進(jìn)行保留時間窗的確定。

3.4校準(zhǔn)曲線繪制

分別移取一定量的標(biāo)準(zhǔn)中間液（2.5）快速加到裝有5mL空白試劑水（2.1）的樣品瓶（1.3）中，放置到PT1000自動固液吹掃捕集儀的樣品架中，待測。實(shí)驗(yàn)中配制的石油烴質(zhì)量分別為 0.5、 1.0、 5.0、 10.0、30.0μg 的標(biāo)準(zhǔn)系列。

4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 保留時間窗的色譜圖

圖1為2-甲基戊烷和正癸烷的色譜圖。由圖可知，揮發(fā)性石油烴的保留時間窗為2.51-13.57min。

圖1 2-甲基戊烷和正癸烷色譜圖

4.2目標(biāo)化合物的色譜圖

圖2為10.0μg的揮發(fā)性石油烴標(biāo)樣色譜圖。

圖2揮發(fā)性石油烴標(biāo)樣色譜圖

4.3標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果

圖3揮發(fā)性石油烴標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果

以目標(biāo)化合物峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，用線性擬合建立校準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)中揮發(fā)性石油烴C₆-C₉在0.5μg ~30μg濃度范圍內(nèi)建立的校正曲線，R²  為0.9999。滿足HJ1020-2019中11.2要求的曲線相關(guān)系數(shù)需大于等于 0.9999。

4.4 精密度結(jié)果

對濃度為0.5μg、5.0μg 、10.0μg的低中高三個濃度分別進(jìn)行了 6 次平行測定，得到精密度結(jié)果，見表1。由計算得知，本方法測定的目標(biāo)物低中高三個點(diǎn)的RSD為6.81%、2.94%、4.04%。滿足HJ1020-2019中10.1規(guī)定的精密度3.4%-18%的要求。

表1精密度結(jié)果

4.5 準(zhǔn)確度結(jié)果

對濃度為0.5μg、5.0μg 、10.0μg的低中高三個濃度進(jìn)行了空白加標(biāo)，分別進(jìn)行了 6 次平行測定，得到低中高三個濃度的回收率結(jié)果，見表2。本方法測定的目標(biāo)物低中高三個點(diǎn)回收率為96.6%~120.0%。滿足HJ1020-2019中10.2規(guī)定的準(zhǔn)確度83.3%-122%的要求。

表2準(zhǔn)確度結(jié)果

4.6樣品加標(biāo)結(jié)果

4.6.1 石英砂空白檢測結(jié)果

圖4為石英砂空白的檢測色譜圖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計算所測石英砂中揮發(fā)性石油烴的濃度小于檢出限，石英砂中的揮發(fā)性石油烴未檢出。故本實(shí)驗(yàn)選取該石英砂進(jìn)行樣品加標(biāo)實(shí)驗(yàn)。

圖4 石英砂的檢測色譜圖

4.6.2 石英砂加標(biāo)回收率結(jié)果

圖5為石英砂的加標(biāo)回收色譜圖。本實(shí)驗(yàn)中對石英砂進(jìn)行了兩個濃度的加標(biāo)，加標(biāo)回收率結(jié)果見表3。

圖5石英砂加標(biāo)的檢測色譜圖

表3石英砂加標(biāo)回收率

5、結(jié)果與討論

本實(shí)驗(yàn)使用了LabTech PT1000全自動固液吹掃捕集儀，參考《HJ 1020-2019土壤和沉積物 石油烴（C₆-C₉）的測定吹掃捕集/氣相色譜法》，建立了土壤和沉積物中揮發(fā)性石油烴的測定方法。方法得到的揮發(fā)性石油烴的校正曲線R²  為0.9999，回收率為94.12%~111.2%，RSD為2.94%~6.81%。都滿足了HJ1020-2019中相應(yīng)的要求。