氣質聯用法測定工業廢水中的五種揮發性有機化合物

三氯甲烷是無色透明易揮發液體，有特殊甜昧，微溶于水，一般用作樹脂和橡膠的溶劑.能溶解聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚砜、氯化聚醚、丁苯橡膠等，配制溶劑型膠粘劑，曝露在空氣中可以燃燒，發出火焰或高溫，有麻醉性和毒性，被認為是致癌物質，在日光、氧氣、濕氣中，特別是和鐵接觸時，則反應生成劇毒的光氣。 
　　四氯化碳為無色澄清易流動的液體，工業上有時因含雜質呈微黃色，具有芳香氣味，易揮發，蒸氣有毒，它的麻醉性較氯仿為低，但毒性較高，吸入人體2～4毫升就可使人死亡，四氯化碳在水中的溶解度很小，且遇濕氣及光即逐漸分解生成鹽酸，對于脂肪、油類及多種有機化合物為一極優良的溶劑。 
　　三氯乙烯為有芬芳氣味的無色液體，呈高度脂溶性，遇火焰或紫外線可生成光氣，三氯乙烯常用于機械儀表制造業的金屬脫脂和金屬零件清洗、干洗衣物、植物和礦物油的提取、制備藥物、有機合成以及溶解油脂、橡膠、樹脂和生物堿、蠟等。過去醫學上曾將其用作麻醉劑，屬于蓄積性麻醉劑，可經呼吸道、消化道及皮膚吸收，對中樞神經系統有強烈抑制作用，皮膚接觸三氯乙烯能引起皮炎、濕疹及造成皮膚干裂和繼發性感染。 
　　四氯乙烯是無色液體，有刺激和麻醉作用，作為干洗溶劑被廣泛應用，廢棄溶液排入城市下水道，由于現在的污水處處理工藝水平的限制，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，由于其毒性和難降解性，對地表水造成了污染，給人們的健康和工農業生產帶來了不利的影響，所以對其濃度進行監測是非常必要的。 
　　三溴甲烷為無色重質液體，有似氯仿味 微溶于水，溶于乙醇、乙mi、氯仿、苯等有機溶劑，工業上用作消毒劑，鎮痛劑，致冷劑，滅水劑，抗爆劑，溶劑，也是有機合成中間體，遇堿分解，但在水體中則是高度持久性的化合物，不會被生物降解，特別在飲用水中會停留，從而對人體造成危害。 
　　GC-MS 方法可以同時檢測三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷五種揮發性有機化合物，定性、定量這五種揮發性有機化合物，本文根據三氯甲烷等五種有機化合物的質譜裂解規律， 選用多種特征離子， 建立了對這五種有機化合物在工業廢水中殘留量的質譜檢測方法， 快速定性和定量水體中的三氯甲烷等五種有機化合物。 
　　1 實驗部分 
　　1.1 儀器及試劑 
　　氣相色譜（Trace GC Ultra）-質譜（DSQⅡ）聯用儀（Thermofisher公司）;TRACE TR-WaxMS高溫石英毛細管色譜柱（30m×0.25mmID，0.25μm film）;自動頂空進樣器（意大利DANI公司）;三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷混合標準溶液（1000mg/L，國家環保局標準物質研究所）;純水Millipore純水機制備。 
　　1.2 氣相色譜-質譜條件 
　　載氣：高純He;載氣流量控制方式：壓力控制;流速：1.2mL/min，恒流模式，進樣量1μL，不分流進樣;數據采集和處理：N2000軟件工作站。進樣口溫度：150℃，質譜檢測器溫度200℃;離子源：電子轟擊離子源（EI）;電子能量：70eV;掃描質量范圍m/z：20-200;檢測模式;選擇掃描離子模式檢測，溶劑延遲3分鐘。升溫程序：初始溫度40℃，保持1min;10℃/min升至100℃;保持1min;三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷的出峰時間分別為4.22，5.02，6.13，9.72，13.29min. 
　　1.3 混合標準使用液的配制 
　　取1000mg/L混合標準溶液100uL于100mL棕色容量瓶中，甲醇定容至刻度線，4℃條件下儲存，使用時取該混合標準儲備溶液若干配制濃度為10、20、60、100、140、200ug/L的混合標準使用液，用于制作標準工作曲線。 
　　1.4 水樣的采集和保存方法 
　　采樣時候先加入0.3-0.5g抗壞血酸于頂空瓶內，取水至滿瓶，密封，采樣后24h內完成測定。 
　　2 結果與討論 
　　2.1 標準物質總離子流圖和MS圖 
　　本方法選用TRACE TR-WaxMS毛細柱，在選定的色譜條件下對三氯甲烷等五種有機化合物進行選擇離子掃描（SIM），作出總離子流圖（見圖1），根據其質譜圖（見圖2）對這五種有機化合物進行定性鑒定，按照出峰順序分別為三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷，全掃描圖譜的背景干擾非常嚴重，而實驗測定的水樣所含目標化合物含量不高，所以本實驗不采用全掃描，SIM的優勢在于僅對目標化合物的特征離子進行掃描，所以可很大的提高檢測限和靈敏度，減少了背景干擾。可以進行定性和定量檢測。 
　　2.2 標準曲線、精密度和檢出限 
　　選取10、20、60、100、140、200ug/L6個濃度繪制工作曲線，由實驗可知，濃度在10～200ug/L范圍內三氯甲烷等五種有機化合物的濃度與峰面積值呈良好線性關系，三氯甲烷的標準工作曲線為Y=1.18×106X+1.45×106，相關系數為0.9992，四氯甲烷的標準工作曲線為Y=1.12×106X+2.96×106，相關系數為0.9992，三氯乙烯的標準工作曲線為Y=1.29×106X+0.56×106，相關系數為0.9992，四氯乙烯的標準工作曲線為Y=1.98×106X+1.25×106，相關系數為0.9992，三溴甲烷的標準工作曲線為Y=1.56×106X+2.01×106，相關系數為0.9992，方法檢出限為1.2μg/L，每個濃度作六次平行實驗，三氯甲烷的RSD為1.02～3.36%，四氯甲烷的RSD為1.25～3.03%，三氯乙烯的RSD為1.07～2.98%，四氯乙烯的RSD為1.15～2.78%，三溴甲烷的RSD為2.01～2.69%。2.3 樣品測定結果 
　　我們對某環境水樣進行了監測，重復測定六次，結果見表1。 
　　表1 環境樣品測定結果及回收率 
　　3 結論 
　　研究結果表明，本方法前處理簡單，分離效果良好，定性離子豐度較大，回收率比較高，線性關系和檢出限良好，能夠同時對水樣中的三氯甲烷等五種有機化合物進行定性和定量檢測，質譜全部分析時間不到14 min， 并且相對標準偏差符合要求，加標回收率表現，說明本方法用于工業廢水中三氯甲烷等五種有機化合物的檢測結果是可靠的，適合于工業廢水中三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷的快速分析測定。