环境水中松节油检测方案(气相色谱仪)

2 表1.线性、检出限及重复性 (RSD， n=3) 刘茜赛默飞世尔科技(中国)有限公司 关键词 气相色谱；反吹； TG-5MS；环境水；松节油 引言 松节油是无色透明具有芳香味的液体，，-一般通过蒸馏作用或其他方法从松柏科植物的松脂中提取而得，不易溶于水，具有挥发性。主要成分为萜烯混合物，其中大约含64%的α-蒎烯，33%的β-蒎烯。松节油是一种优良的有机溶剂，广泛用于油漆、催干剂、胶粘剂等工业。 松节油可以引起过敏性皮炎，对人的中枢神经有一定麻醉作用，对粘膜和皮肤有明显刺激作用，松节油湿疹是职业接触性皮肤炎中最常见的一种。近年来，随着集中式饮用水源地109项全分析工作的开展，松节油作为特定项目成为监测指标之一，《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中松节油的控制标准为 0.2 mg/LI。根据现有的国家标准《生活饮用水卫生标准生活饮用水标准检验方法》 (GB/T5750.8-2006)，松节油的测定方法为气相色谱法：水样经二硫化碳萃取，填充柱分离，FID 检测器检定。该方法分离效果差，尤其使用的二硫化碳毒性性大，含有苯等杂质，其净化过程复杂繁琐，并有刺激性气味，易造成实验室空气污染，损害分析人员的身体健康。 方法摘要 于100 mL 水样中加入0.5 mL 甲醇+0.5mL乙酸乙酯，通过SPE固相萃取柱萃取、净化，经甲醇/乙酸乙酯(1：1)、二氯甲烷洗脱、收集液经无水硫酸钠脱水干燥后，通过氮吹浓缩至1mL，采用气相色谱方法完成了环境水样中松节油的分析测定工作。 ( Trace 1310 GC-FID气相色谱仪 ) 本文采用固相萃取法对环境水体进行前处理，从而达到有效的提取目的，选择气相色谱完成了饮用水中松节油的测定工作。由于实验中实际样品所含基质复杂多样，本方法通过使用带反吹的进样方式实现对样品的有效除杂。方法对固相萃取条件及气相色谱反吹条件进行了优化，实验结果表明本方法对松节油的分析灵敏度较高，回收率较好，线性较好，同时具有采用溶剂量少，提取速度快、操作方便等优点。 ( SPE 小柱： The r mo Scientific SolEx， HRPHS(500mg/6mL) ) ( 气相色谱柱： TG-5MS， 3 0 m x0.25mm， 0.25pm (P/N：26090-1420) ) ( 试剂：甲醇，乙酸乙酯， 二氯甲烷(色谱纯，赛默飞世尔科技)；高温烧结的无水硫酸钠(分析纯，北京化学试剂厂) ) 样品的制备 准确量取100mL自来水样置于250mL样品瓶中，加入0.5mL甲醇 +0.5mL二氯甲烷，摇匀，待测。 固相萃取提取 取 SolEx， HRPHS 固相萃取柱依次用乙酸乙酯4mL、二二氯甲烷3mL、甲醇水(1：1)5mL活化，取备用液过柱，弃去流出液。用甲醇乙酸乙酯(1：1)4mL、二氯甲烷3mL洗脱，收集洗脱液，备用。 气相色谱条件 载气：氮气(99.999%)，恒流模式，1 mL/min。 柱温：40℃(1 min) ， 10℃ /min 到 230℃(3min) 进样口温度：280℃ 进样量：：1pL，分流进样，分流比：5：1 检测器温度：230℃ 尾吹气流量：40 mL/min 氢气流量：35 mL/min 空气流量：350 mL/min 结果与讨论 固相萃取柱的选择在传统步骤中，常采用液液萃取的方式对水质中痕量有机组分进行富集、浓浓，方法不仅繁琐，而且高纯有机溶剂对实验操作人员的身体健康产生较大危害。固相萃取的出现，不仅显著提高了方法的选择性，而且大大提高了样品的批次处理重复性，同时，最大程度上减少了有机溶剂的使用量，显著缓减了因此而造成的环境污染，因而逐步取代液液萃取的方法，成为水质中有机组分的主流富集手段。 本实验参考《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的限量 要求，采用固相萃取法实现了水质中松节油的富集。方法考察了 silicon， Cig， Cg， HRPHS 等几种固相萃取柱对松节油的保留能力。实验结果表明，当选择 HRPHS 固相萃取柱时，松节油的保留很好，该固相萃取柱以聚合物聚乙烯吡咯烷酮为填料，其pH适用范围为1-14，表面同时具有亲水性和憎水性基团，对各类极性、非极性化合物具有较均衡的吸附作用，吸附能力很好，其对极性较强类物质如偶氮类染料等有较好的保留作用。经实验对比发现， HRPHS 对松节油的萃取效果最好。 洗脱剂的选择实验分别考察了甲醇、乙酸乙乙、二氯甲烷、正己烷、丙酮不同比例进行洗脱的洗脱效率。结果表明，当选择甲醇、乙酸乙酯(1：1)、二氯甲烷进行洗脱的洗脱效率最高，洗脱溶剂用量最少。 色谱条件的优化 色谱柱选择：本方法采用30m*0.25mm*0.25pm 内涂5%苯基甲基聚硅氧烷的色谱柱，可以实现待测物与杂质的分离，如下图为 Tg-5色谱柱下松节油标准品的色谱图。 反吹条件的优化实验中发现所实际样品经萃取柱萃取后杂质较多，如图2，因此通过优化条件采用反吹方法将高沸点杂质吹出。如下几张图为优化反吹时间，反吹时间分别为0.2min，0.5min，1min，2 min 的对比图，如图3.由图发现不同的反吹时间得到的色谱图不同，反吹开始时间越早，吹走的高沸点物质越多，当反吹时间早到一个时间节点，本方法为0.2min 时(如图e)，目标分析物和杂质均被吹出色谱柱。对比加标样品回收情况可发现，当反吹时间为 0.5min 时可将大部分高沸点杂质吹出且目标化合物未被吹出，由此选择最终的反吹开始时间为0.5min。 图1.4ug/mL 松节油标准品色谱图，其中7.247处为α-蒎烯，7.503处的为β-蒎烯 图3.加标环境水样不同反吹时间对比图，其中a为无反吹，b 为2min 后开始反吹， c 为1min 后开始反吹，d为 0.5min后开始反吹，e为0.2后开始反吹。 标准品色谱图及样品加标色谱图 在选定色谱条件下，从生活饮用水加标分离谱图(图4)中可以看出，在本方法条件下，松节油的分析不受水样品中其他物质的干扰，分离度较好。 图4.加标色谱图，其中上图为 2ppm 的标准溶液谱图，下图为水样品加标的谱图(加标量2.0pg/L) 线性、加标回收、重复性及检出限 配制浓度分别为：0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 pg/mL的校准溶液，采用上述方法分别进样分析，考察各组分在 0.5-20.0 pg/mL 浓度范围内的线性。实验结果表明水中松节油在0.5-20.0 pg/mL 线性关系良好，线性相关系数大于0.99(见表1)。对水质样品添加标准溶液(加标浓度为0.5、2.0、20.0 pg/mL)，考察松节油的加标回收情况。实验结果表明松节油的加标回收率在73.2-89.6%之间，符合日常分析检测的要求。对5、2.0、20.0 pg/L 浓度水平的加标样品平行测定3次， RSD 值在4.3-9.6%，符合稳定性要求。同时以三倍信噪比计算检出限，计算仪器检出限为0.5ug/mL (见表1)。 序号 化合物 线性方程 R2 回收率/% 仪器检出限ug/mL RSD1% 5pg/L 2.0pg/L 20.0ug/L 1 松节油 Y=0.0156+0.0467*X 0.99878 73.2 82.9 89.6 0.5 4.3 实际样品测试结果 采用上述方法条件测定了北京市不同区域的水质样品，未检出松节油，如下图为某地样品检测色谱图。 图5.某地水样色谱图 总结 本方法采用赛默飞世尔科技气相色谱(GC-FID) 反吹法测定环境水中的松节油，采用柱前反吹技术，有效的避免高沸点基体进入色谱柱，保证色谱柱使用寿命，提高分析精准度。检测结果表明，本方法对松节油的测定具有灵敏度高、重复性好、线性良好、回收率较好和结果可靠等优点，完全满足饮用水中松节油的检测需要。 ( [1]宁梅.固相萃取-气相色谱法同普测定水中松节油.环境监测，2014，30 ： 59-61. ) ( [2]孙欣阳，梁柱，陈 晓 娟.气相 色 谱法测定水体中的松节油[J].化学分析计量，2009，18(1)：61-63 ) ( [3] GB5749-2006， 《生活饮用水卫生标准》[S ] . ) 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 免费服务热线：8008105118400 650 5118 (支持手机用户) ThermoFisher ThermoFisherSCIENTIFIC SCIENTIFICAN_C_GC- 固相萃取柱的选择 在传统步骤中，常采用液液萃取的方 式对水质中痕量有机组分进行富集、浓缩，方法不仅繁琐， 而且高纯有机溶剂对实验操作人员的身体健康产生较大 危害。固相萃取的出现，不仅显著提高了方法的选择性， 而且大大提高了样品的批次处理重复性，同时，最大程 度上减少了有机溶剂的使用量，显著缓减了因此而造成 的环境污染，因而逐步取代液液萃取的方法，成为水质 中有机组分的主流富集手段。 本实验参考《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006 的限量。要求，采用固相萃取法实现了水质中松节油的富集。方 法考察了 silicon，C18 ，C8，HRPHS 等几种固相萃取柱对松 节油的保留能力。实验结果表明，当选择 HRPHS 固相萃 取柱时，松节油的保留很好，该固相萃取柱以聚合物聚 乙烯吡咯烷酮为填料，其 pH 适用范围为 1-14，表面同时 具有亲水性和憎水性基团，对各类极性、非极性化合物 具有较均衡的吸附作用，吸附能力很好，其对极性较强 类物质如偶氮类染料等有较好的保留作用。经实验对比 发现，HRPHS 对松节油的萃取效果最好。 洗脱剂的选择 实验分别考察了甲醇、乙酸乙酯、二氯甲 烷、正己烷、丙酮不同比例进行洗脱的洗脱效率。结果 表明，当选择甲醇、乙酸乙酯（1 : 1）、二氯甲烷进行洗 脱的洗脱效率最高，洗脱溶剂用量最少。