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气质联用法测定工业废水中的三氯乙烯和四氯乙烯

点击次数:1915 发布时间:2016-07-15

三氯乙烯为有芬芳气味的无色液体,呈高度脂溶性,遇火焰或紫外线可生成光气,三氯乙烯常用于机械仪表制造业的金属脱脂和金属零件清洗、干洗衣物、植物和矿物油的提取、制备药物、有机合成以及溶解油脂、橡胶、树脂和生物碱、蜡等。过去医学上曾将其用作麻醉剂,属于蓄积性麻醉剂,可经呼吸道、消化道及皮肤吸收,对中枢神经系统有强烈抑制作用,皮肤接触三氯乙烯能引起皮炎、湿疹及造成皮肤干裂和继发性感染。 
  四氯乙烯是无色液体,有刺激和麻醉作用,作为干洗溶剂被广泛应用,废弃溶液排入城市下水道,由于现在的污水处处理工艺水平的限制,并不能有效去除三氯乙烯和四氯乙烯,大部分直接排入河道,由于其毒性和难降解性,对地表水造成了污染,给人们的健康和工农业生产带来了不利的影响,所以对其浓度进行监测是非常必要的。 
  GC-MS方法可以同时检测三氯乙烯和四氯乙烯,而且对检测对象可以准确定性、定量。本文根据三氯乙烯和四氯乙烯的质谱裂解规律,选用多种特征离子,建立了对三氯乙烯和四氯乙烯在工业废水中残留量的质谱检测方法,快速定性和定量水体中的三氯乙烯和四氯乙烯。 
  1 实验部分 
  1.1 仪器及试剂 
  气相色谱(Trace GC Ultra)-质谱(DSQⅡ)联用仪(Thermofisher公司);TRACE TR-WaxMS高温石英毛细管色谱柱(30m×0.25mmID,0.25μm film);自动顶空进样器(意大利DANI公司);三氯乙烯标准溶液(1000 mg/L,国家环保局标准物质研究所);四氯乙烯标准溶液(1000 mg/L,国家环保局标准物质研究所);超纯水Millipore超纯水机制备。
  2.2 气相色谱-质谱条件 
  载气:高纯He;载气流量控制方式:压力控制;流速:1.2mL/min,恒流模式,进样量1μL,不分流进样;数据采集和处理:N2000软件工作站。进样口温度:150℃,质谱检测器温度200℃;离子源:电子轰击离子源(EI);电子能量:70eV;扫描质量范围m/z:20-200;检测模式;选择扫描离子模式检测,溶剂延迟3分钟。升温程序:初始温度40℃,保持1min;10℃/min升至100℃;保持1min;三氯乙烯和四氯乙烯的出峰时间分别为3.7,5.2min. 
  2.3 三氯乙烯和四氯乙烯混合标准溶液的配制 
  分别取1000mg/L三氯乙烯和四氯乙烯标准溶液100uL于100mL棕色容量瓶中,甲醇定容至刻度线,4℃条件下储存,使用时取该混合标准储备溶液若干配制浓度为10、20、60、100、140、200ug/L的校正标准溶液,用于制作标准工作曲线。 
  2.4 水样的采集和保存方法 
  采样时候先加入0.3-0.5g抗坏血酸于顶空瓶内,取水至满瓶,密封,采样后24h内完成测定。 
  2 结果与讨论 
  2.1 标准物质总离子流图和MS图 
  本方法选用TRACE TR-WaxMS毛细柱,在选定的色谱条件下对三氯乙烯和四氯乙烯混标进行选择离子扫描( SIM) ,作出总离子流图(见图1) ,根据其质谱图(见图2)对三氯乙烯和四氯乙烯进行定性鉴定,按照出峰顺序分别为三氯乙烯、四氯乙烯,全扫描图谱的背景干扰非常严重, 而实验测定的水样所含目标化合物含量不高,所以本实验不采用全扫描,SIM的优势在于仅对目标化合物的特征离子进行扫描,所以可很大的提高检测限和灵敏度, 减少了背景干扰。可以准确进行定性和定量检测。 
  2.2 标准曲线、精密度和检出限 
  选取10、20、60、100、140、200ug/L 6个浓度绘制工作曲线,由实验可知,浓度在10~200 ug/L范围内三氯乙烯和四氯乙烯的浓度与峰面积值呈良好线性关系,三氯乙烯的标准工作曲线为Y=1.18×106X+1.45×106,相关系数为0.9992,方法检出限为1.2μg/L,四氯乙烯的标准工作曲线为Y=1.12×106X+2.96×106,相关系数为0.9992,方法检出限为1.2μg/L,每个浓度作六次平行实验,三氯乙烯的RSD为1.59~3.15%,四氯乙烯的RSD为1.39~3.25%。 
  2.3 样品测定结果 
  我们对某环境水样进行了监测,重复测定六次,结果见表1。 
  表1 环境样品测定结果及回收率 
   三氯乙烯六次测定的相对标准偏差为1.99%,四氯乙烯六次测定的相对标准偏差为3.76%,同时做回收率实验,三氯乙烯和四氯乙烯的加标回收率分别为100.7%,99.6%。 
  3 结论 
  研究结果表明,本方法前处理简单, 分离效果良好,定性离子丰度较大,回收率比较高,线性关系和检出限良好,能够同时对水样中的三氯乙烯和四氯乙烯进行定性和定量检测,质谱全部分析时间不到6min, 相对标准偏差符合要求,加标回收率表现优异,说明本方法用于工业废水中三氯乙烯和四氯乙烯的检测结果是可靠的,适合于工业废水中三氯乙烯和四氯乙烯快速分析测定。 

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