揮發(fā)性石油烴是在石油烴中沸點較低的一類有機污染物,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。低沸點飽和烴會引起動物麻醉、昏迷,高濃度時能破壞細胞導(dǎo)致動物死亡。高沸點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。
PT1000 全自動固液吹掃捕集儀,HJ1020-2019,揮發(fā)性石油烴,C6-C9
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
2.1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標準貯備液: ρ=5000μg/mL,國家標準物質(zhì);
2.4 替代物貯備液:ρ=2000μg/mL,國家標準物質(zhì);
2.5標準中間液:ρ=1000μg/mL
用甲醇(2.2)稀釋標準貯備液(2.3),避光低溫保存;
2.6 替代物使用液:ρ=100μg/mL
用甲醇(2.2)稀釋標準貯備液(2.4),避光低溫保存;
2.7 2-甲基戊烷標準溶液:ρ(C6H14)=5000μg/mL;
2.8正癸烷標準溶液:ρ(C10H22)=5000μg/mL
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。
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℃。
色譜柱:HP-5ms 30m*0.25mm*0.25μm;
進樣口溫度:200℃;
柱流速:1mL/min(恒流);
進樣方式:分流進樣,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。
分別移取1μL 2-甲基戊烷標準溶液(2.7)和正癸烷標準溶液(2.8)加入到事先裝有5mL實驗用水的40mL樣品瓶(1.3)中。按照調(diào)試好的儀器條件進行保留時間窗的確定。
分別移取一定量的標準中間液(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。實驗中配制的石油烴質(zhì)量分別為 0.5、 1.0、 5.0、 10.0、30.0μg 的標準系列。
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
圖2為10.0μg的揮發(fā)性石油烴標樣色譜圖。
圖2揮發(fā)性石油烴標樣色譜圖
圖3揮發(fā)性石油烴標準曲線結(jié)果
以目標化合物峰面積為縱坐標,濃度為橫坐標,用線性擬合建立校準曲線。實驗中揮發(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。
對濃度為0.5μg、5.0μg 、10.0μg的低中高三個濃度分別進行了 6 次平行測定,得到精密度結(jié)果,見表1。由計算得知,本方法測定的目標物低中高三個點的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
加標濃度/μg | 計算濃度/μg | 平均濃度/μg | RSD/% | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
0.5 | 0.57 | 0.59 | 0.58 | 0.51 | 0.52 | 0.51 | 0.547 | 6.81 |
5.0 | 5.05 | 5.32 | 5.19 | 5. 38 | 5. 46 | 4.98 | 5.135 | 2.94 |
10.0 | 9.38 | 9.79 | 9.06 | 9.04 | 9.95 | 9.25 | 9.412 | 4.04 |
對濃度為0.5μg、5.0μg 、10.0μg的低中高三個濃度進行了空白加標,分別進行了 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。本方法測定的目標物低中高三個點回收率為96.6%~120.0%。滿足HJ1020-2019中10.2規(guī)定的準確度83.3%-122%的要求。
表2準確度結(jié)果
加標濃度 /μg | 加標回收率/ % | 平均回收率/% | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
0.5 | 114.0 | 118.0 | 116.0 | 102.0 | 104.00 | 102.0 | 109.3 |
5.0 | 101.0 | 106.4 | 103.8 | 107.6 | 109.2 | 99.6 | 104.6 |
10.0 | 93.8 | 97.9 | 90.6 | 90.4 | 99.5 | 92.5 | 94.12 |
圖4為石英砂空白的檢測色譜圖。根據(jù)標準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。故本實驗選取該石英砂進行樣品加標實驗。
圖4 石英砂的檢測色譜圖
圖5為石英砂的加標回收色譜圖。本實驗中對石英砂進行了兩個濃度的加標,加標回收率結(jié)果見表3。
圖5石英砂加標的檢測色譜圖
表3石英砂加標回收率
加標濃度/μg | 加標回收率/ % | 平均回收率/% | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1.0 | 113.8 | 110.4 | 111.1 | 112.0 | 109.9 | 109.9 | 111.2 |
5.0 | 107.9 | 101.2 | 102.1 | 108.8 | 103.5 | 99. 5 | 104.7 |
本實驗使用了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。