三氯甲烷又名氯仿,該物質為有特殊氣味的無色液體,密度為 1. 50,沸點為 61. 3℃,在工業上主要作為有機合成原料,也可用作抗生素、香料、樹脂、橡膠的溶劑和萃取劑。三氯乙烷又名甲基氯仿,是一種不易爆、不易燃的有氣味的無色液體,密度為 1. 441,沸點為 86. 7℃,主要用作偏二氯乙烯的原料、樹脂的中間體和農業上的熏蒸劑等。三氯甲烷和三氯乙烷均有毒,幾乎不溶于水,與乙醇、乙醚、氯苯等有機溶劑互溶,長期接觸會對人體健康造成危害。我國制定了工作場所空氣中的三氯甲烷和三氯乙烷職業接觸限值,三氯甲烷時間加權平均容許濃度為 20mg/m3,三氯乙烷時間加權平均容許濃度為 900mg/m3.目前我國還沒有制定空氣中三氯甲烷和三氯乙烷標準測定方法。本文研究同時測定三氯甲烷和三氯乙烷的色譜分離條件,建立了準確快速測定空氣中三氯甲烷和三氯乙烷的氣相色譜測定方法,本方法操作簡便,快速,精密好,準確度高。
1 試驗
1. 1 試驗儀器和試劑Agilent7890A 型氣相色譜儀,具火焰離子化檢測器 (FID); 色譜柱為30m ×0. 53mm ×1μm HP -NNOWAX 毛細管柱; 2mL 樣品瓶; 10mL 溶劑解吸瓶; 活性炭管,內裝 100mg/50mg 活性炭; FDC -1500 大 氣 采 樣 器, 流 量 范 圍 0. 1 ~ 1. 5L / min;10μL、25μL 微量注射器,使用前需清洗; 1000μL移液器; 三氯甲烷、三氯乙烷和乙醇均為色譜純,經色譜測定無雜峰。
1. 2 色譜條件柱流量 4. 0ml/min; 汽化室溫度 220℃; 檢測器溫度 250℃; 空氣流量: 300ml/min; 氫氣流量40ml / min; 載氣為99. 999%高純氮; 分流比10∶1;進樣量為 1μL.程序升溫: 初始 40℃,保持 1min,20℃ / min 至 100℃ , 保持 2 min,30℃ / min 至160℃,保持 1min.
1. 3 原理用活性炭采樣管吸附工作場所空氣中三氯甲烷和三氯乙烷,乙醇溶液解吸后注入氣相色譜儀中,經毛細管色譜柱分離,FID 檢測器檢測,以保留時間定性、峰面積定量。
1. 4 樣品采集和前處理空氣樣品中的有機污染物濃度一般較低,常用活性炭富集濃縮。在采樣現場,打開活性炭采樣管兩端,與空氣采樣進氣口垂直向上連接,以 0. 5L/min 流量采集 40min,采樣完畢后將活性炭管兩端套上塑料帽,貯于清潔容器內,做好采樣流量、時間、大氣壓和溫度等氣象參數記錄,同時做樣品空白對照實驗[1].將采樣后的前后段活性炭分別倒入 10mL 溶劑解吸瓶中,加 1mL 乙醇解吸,放置30min 并不時振搖,解吸液供測定。
1. 5 標準儲備液的配制向2mL 樣品瓶中準確移取 1mL 乙醇,用 10μL微量注射器移去 4μL,再分別補充加入 2mL 三氯甲烷和三氯乙烷后混勻,配制標準儲備混合液,三氯甲烷濃度為3000mg/L,三氯乙烷濃度為2882mg/L.
2 結果與討論
2. 1 標準曲線配制和檢出限用微量注射器分別移取 1、3、6、10、15μL三氯甲烷和三氯乙烷標準儲備混合液于 2mL 樣品瓶中,再 分 別 對 應 加 入 999、997、994、990、985μL 乙醇,三氯甲烷濃度為 3. 00、9. 00、18. 0、30. 8、45. 0mg / L,三氯乙烷濃度為 2. 88、8. 65、17. 3、28. 8、43. 2mg / L.參照儀器操作條件將氣相色譜儀調至最佳狀態,分別取不同濃度標準溶液進樣,測量保留時間及峰面積。以保留時間定性,以峰面積定量。每種濃度測定 3 次,以峰面積均值對三氯甲烷和三氯乙烷濃度繪制標準曲線,三氯甲烷線性方程為 Y =0. 784X +4. 219,線性相關系數 r= 0. 9997, 三氯乙烷線性方程為 Y = 1. 014X +3. 247,線性相關系數 r = 0. 9995.
檢出限以 3 倍噪聲計算,本方法三氯甲烷的檢出限為 0. 19mg/L,三氯乙烷的檢出限為 0. 23mg/L[2],在采樣體積為 20L、解吸液體積為 1. 0mL 的條件下,方法三氯甲烷和三氯乙烷的最低檢出濃度均為 0. 01mg/m3.
2. 2 樣品的測量將活性炭樣品管和空白樣品管按 1. 4 步聚解吸后進儀器分析,將測得的樣品峰面積減去空白樣品峰面積后,由標準曲線得樣品中的待測物濃度,再根據采樣體積計算出空氣中三氯甲烷和三氯乙烷的質量濃度。當樣品管中 B 段樣品測定值大于 A 段測定值的 25% 時,應減小采樣體積重新采樣后分析。
2. 3 色譜圖根據三氯甲烷和三氯乙烷的極性,在選好的毛細管色譜柱和色譜條件下,取 1. 0μL 三氯甲烷和三氯乙烷標準樣品溶液進行毛細管色譜分析,以保留時間定性,峰面積定量,由圖 1 可見三氯甲烷和三氯乙烷與乙醇得到很好的分離。
2. 4 方法精密度取 2μL 三氯甲烷和三氯乙烷標準儲備混合液于 998μL 乙醇中,進行精密度的測定,重復進樣 6次,測定結果的相對標準偏差結果見表 1.
2. 5 加標回收率在 4 組活性炭管中加入 2、3、4、5μL 三氯甲烷和三氯乙烷標準儲備混合液,分別加入 1. 0mL乙醇解吸液解吸,然后測定加標樣品,計算平均回收率。三氯甲烷的加標回收率為 94. 0% ~96. 8%,三氯乙烷的加標回收率為 94. 4% ~ 97. 6%,見表 2.
2. 6 樣品穩定性試驗取 4 組活性炭吸收管,每組 3 支,每支加入4μL 三氯甲烷和三氯乙烷標準儲備混合液,三氯甲烷含量為 12μg,三氯乙烷含量為 11. 5μg,放置于4℃ 冰箱保存,分別于 0、3、5、7d 按樣品測試方法測定一組,觀察樣品的穩定性。結果顯示,第3d 三氯甲烷和三氯乙烷測定結果為 11. 7μg 和11. 2μg,三氯甲烷損失 2. 50%、三氯乙烷損失2. 61%; 第 5d 三氯甲烷和三氯乙烷測定結果為11. 4μg 和 10. 9μg,三氯甲烷損失 5. 00% 、三氯乙烷損失 5. 22%; 第 7d 三氯甲烷和三氯乙烷測定結果為11. 0μg 和10. 6μg,三氯甲烷損失8. 33%、三氯乙烷損失 7. 83%.三氯甲烷和三氯乙烷在第 7d測得結果損失率均 <10%,因此可以認為樣品吸收管在冰箱至少可保存 7d.
2. 7 現場實驗采用該方法對某企業使用三氯甲烷和三氯乙烷的工作場所進行定點采樣分析,車間 1 三氯甲烷和三氯乙烷采樣結果分別為 3. 45 和 5. 94mg/m3,車間 2 三氯甲烷和三氯乙烷采樣結果分別為 2. 17 和4. 33mg / m3,符合現場情況。
3 結論
采用活性炭吸附,乙醇解吸,氣相色譜法測定工作場所空氣中三氯甲烷和三氯乙烷。本文考察了方法的檢出限、精密度和加標回收率等,實驗結果較滿意。實際操作表明,該法操作簡單方便,準確度和精密度高,線性范圍比較寬,最低檢出濃度低,適用于環境空氣和廢氣中三氯甲烷和三氯乙烷的監測。
參考文獻:
[1] 國家環??偩?。 空氣和廢氣監測分析方法指南 (第四版)[M]. 北京: 中國環境科學出版,2004.
[2] 中國人民共和國環境保護部。 HJ168 -2010 環境監測分析方法標準制修訂技術導則 [S].