氣相色譜法檢測水中甲醇和丙酮的方法

發(fā)布時間：2022-06-09 17:54:37

頂空氣相色譜法檢測水中甲醇和丙酮的原理是在一定的溫度條件下，頂空瓶內(nèi)樣品中揮發(fā)性組分向液上空間揮發(fā)，產(chǎn)生蒸氣壓，在氣液兩相達到熱力學(xué)動態(tài)平衡后，氣相中的揮發(fā)性有機物經(jīng)氣相色譜分離，用氫火焰離子化檢測器進行檢測。以色譜保留時間定性，外標(biāo)法定量。

采集甲醇水樣

檢測時干擾和消除的方法

采用聚乙二醇固定相的色譜柱分離時，當(dāng)樣品中乙酸乙酯濃度高于25 mg/L 時對甲醇產(chǎn)生干擾，乙酸甲酯會對丙酮產(chǎn)生干擾，可改用固定相為 6%氰丙基苯+94%二甲基硅氧烷的色譜柱分離，必要時采用氣相色譜-質(zhì)譜法進行定性確認(rèn)。

檢測所用試劑

1.檢測用水

二次蒸餾水或純水設(shè)備制備的水。實驗用水中目標(biāo)化合物濃度須低于方法檢出限，否則應(yīng)進行預(yù)處理，可通過加熱煮沸15min后加蓋冷卻，或者通入惰性氣體進行吹掃的方式去除實驗用水中的甲醇和丙酮干擾。

2.鹽酸1.19g/ml。

3.鹽酸溶液：1+1。

量取100ml鹽酸，加入到100ml檢測用水中混勻。

4.氯化鈉（NaCl）：優(yōu)級純。

在400℃下加熱2h，除去可能吸附于表面的有機物，冷卻后于干凈的試劑瓶中保存。

5.抗壞血酸。

6.甲醇：農(nóng)殘級。

7.丙酮：農(nóng)殘級。

8.甲醇和丙酮標(biāo)準(zhǔn)使用液I：3×104mg/L，3×103mg/L。

移取適量實驗用水于100ml容量瓶，置于天平上稱重。小心滴入數(shù)滴甲醇至增重約3.0g（精確至0.1mg），再次稱重，根據(jù)兩次稱重質(zhì)量之差計算甲醇的準(zhǔn)確加入質(zhì)量。繼續(xù)小心滴入數(shù)滴丙酮至增重約0.3g（精確至0.1mg），再次稱重，根據(jù)最后兩次稱重質(zhì)量之差計算丙酮的準(zhǔn)確加入質(zhì)量。用實驗用水定容至標(biāo)線，搖勻，計算甲醇和丙酮標(biāo)準(zhǔn)使用液Ⅰ的準(zhǔn)確濃度（精確至1mg/L）。臨用現(xiàn)配。

9.甲醇和丙酮標(biāo)準(zhǔn)使用液Ⅱ：300mg/L，30mg/L。

準(zhǔn)確移取1.00ml甲醇和丙酮標(biāo)準(zhǔn)使用液Ⅰ于100ml容量瓶中，用實驗用水定容，搖勻。

10.氮氣：純度≥99.999％。

11.氫氣：純度≥99.999％。

12.空氣：無油壓縮空氣，經(jīng)5?分子篩凈化。

檢測儀器

1.氣相色譜儀：具氫火焰離子化檢測器（FID），具分流/不分流進樣口，柱箱可程序升溫。

2.自動頂空進樣器：加熱溫度范圍控制在室溫至250℃之間，溫度控制精度：±1℃。

3.色譜柱Ⅰ：石英毛細(xì)管色譜柱，30m（長）×530m（內(nèi)徑）×1.0m（膜厚），固定相為聚乙二醇，或其它等效毛細(xì)管柱。

4.色譜柱Ⅱ：石英毛細(xì)管色譜柱，30m（長）×530m（內(nèi)徑）×3.0m（膜厚），固定相為6%氰丙基苯+94%二甲基硅氧烷，或其它等效毛細(xì)管柱。

5.分析天平：感量為0.0001g。

6.頂空瓶：22ml玻璃頂空瓶，具密封墊（聚四氟乙烯/硅橡膠或聚四氟乙烯/丁基橡膠材料）、密封蓋（螺旋蓋或一次性壓蓋），也可使用與自動頂空進樣器配套的玻璃頂空瓶。

7.微量注射器：5ul，10ul，25ul，100ul，250ul，1.0ml的注射針。

8.采樣瓶：40ml棕色玻璃瓶，具硅橡膠-聚四氟乙烯內(nèi)襯螺旋蓋。

9.一般實驗室常用儀器和設(shè)備。

水樣采集與保存

采集水樣時，不得用水樣進行蕩洗，應(yīng)使水樣在采樣瓶中溢流且不留空間，取樣時應(yīng)盡量避免或減少水樣在空氣中的暴露。所有水樣均采集平行雙樣。若水樣中含有余氯，采樣前，應(yīng)向采樣瓶中加25mg（精確至0.001g）抗壞血酸。若水樣中余氯含量超過5mg/L，應(yīng)按比例增加抗壞血酸的加入量，余氯含量每增加5mg/L，則應(yīng)多加入25mg（精確至0.001g）抗壞血酸。

同時將實驗室用水裝于密閉的玻璃瓶中，帶至采樣現(xiàn)場，按上述步驟采集全程序空白水樣，每批水樣應(yīng)帶一個全程序空白。

水樣保存

水樣采集后，應(yīng)立即加入適量鹽酸溶液，使水樣pH≤2，擰緊瓶塞，貼上標(biāo)簽，立即放入冷藏箱中于4℃以下冷藏運輸。水樣運回實驗室后，應(yīng)于4℃以下冷藏、避光和密封保存，14d內(nèi)完成分析測定。水樣存放區(qū)域應(yīng)無揮發(fā)性有機物干擾。

試樣制備

將水樣恢復(fù)至室溫后，準(zhǔn)確移取10.0ml水樣于預(yù)先加入3.0g氯化鈉的頂空瓶中，立即加蓋密封，搖勻待測。

當(dāng)實際水樣濃度超出工作曲線范圍時，可適當(dāng)降低水樣取樣量并定容至10.0ml后測定。

空白試樣制備以實驗用水代替水樣，按照試樣制備相同操作步驟，制備實驗室空白試樣。

檢測步驟

頂空進樣參考條件

加熱平衡溫度：80℃；加熱平衡時間：30min；取樣針溫度：100℃；傳輸線溫度：110℃；進樣體積：1.0ml。

氣相色譜參考分析條件

程序升溫：初始柱溫50℃保持6min，以5℃/min升到100℃保持2min，再以5℃/min升到200℃保持5min；進樣口溫度：200℃；分流比為3：1；載氣：氮氣，流量：5.0ml/min；檢測器溫度：280℃；燃?xì)猓簹錃猓髁?0ml/min；助燃?xì)猓嚎諝猓髁?00ml/min。

工作曲線的建立

取頂空瓶7個，分別加入3.0g氯化鈉，準(zhǔn)確移取10.00ml實驗用水至各頂空瓶，再分別加入0ul、25ul、50ul、100ul標(biāo)準(zhǔn)使用液Ⅱ）和5ul、10ul、15ul標(biāo)準(zhǔn)使用液I，配制成甲醇的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度分別為0mg/L、0.75mg/L、1.5mg/L、3.0mg/L、15.0mg/L、30.0mg/L和45.0mg/L，丙酮的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度分別為0mg/L、0.075mg/L、0.15mg/L、0.30mg/L、1.50mg/L、3.00mg/L和4.50mg/L（此為參考濃度），壓蓋搖勻。按照儀器參考條件，由低濃度到高濃度依次進行測定。以目標(biāo)物的質(zhì)量濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，峰面積或峰高為縱坐標(biāo)，建立工作曲線。

試樣測定

按照與工作曲線的建立相同的條件進行試樣的測定。高濃度樣品與低濃度樣品交替分析可能會造成干擾，當(dāng)分析一個高濃度樣品后應(yīng)分析一個空白樣品以檢驗是否出現(xiàn)交叉污染。

目標(biāo)化合物定性可以根據(jù)組分保留時間對目標(biāo)化合物進行定性。在本標(biāo)準(zhǔn)參考的色譜條件下，甲醇和丙酮的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖圖1。當(dāng)存在干擾峰時，可用色譜柱Ⅱ做輔助定性，色譜柱Ⅱ中甲醇和丙酮的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖圖 2。必要時，應(yīng)采用氣相色譜-質(zhì)譜法進行定性結(jié)果的確認(rèn)。

甲醇和丙酮在色譜柱Ⅰ上的氣相色譜圖