在飲用水受到工業(yè)污染時亞硝胺類化合物是常見的物質(zhì)之一。尤其是亞硝基二甲胺,在很多的工業(yè)污染自然水體事件中都有高濃度的亞硝基二甲胺的存在,另外自來水廠和污水處理廠用氯胺類化合物、臭氧在進水質(zhì)處理時的副產(chǎn)物。
水中亞硝胺類化合物有很多種檢測方法,今天我們來講一講氣相色譜法的操作流程。氣相色譜法主要是利用二氯甲烷萃取樣品中的亞硝胺類化合物,然后經(jīng)過脫水和濃縮,接著用弗羅里硅土柱或堿性氧化鋁柱凈化后定容。最后經(jīng)過毛細管柱分離,氫火焰離子化檢測器測定其濃度。
采集亞硝胺類檢測水樣
檢測所用試劑
1.二氯甲烷:農(nóng)殘級。
2.甲醇:農(nóng)殘級。
3.丙酮:農(nóng)殘級。
4.戊烷:農(nóng)殘級。
5.乙醚:農(nóng)殘級。
6.硫代硫酸鈉:優(yōu)級純。
7.無水硫酸鈉:優(yōu)級純。
使用前,應在馬弗爐中于450℃灼燒4h,冷卻后裝入磨口玻璃瓶中密封,置于干燥器中保存。
8.氯化鈉:優(yōu)級純。
使用前,應在馬弗爐中于350℃灼燒4h,冷卻后裝入磨口玻璃瓶中密封,置于干燥器中保存。
9.硫酸:1.84g/ml,優(yōu)級純。
10.硫酸溶液:1+4(v/v)。
用硫酸配制。
11.氫氧化鈉:優(yōu)級純。
12.氫氧化鈉溶液:2mol/L。
稱取8.0g氫氧化鈉溶于適量水中,待冷卻至室溫后稀釋定容至100ml,混勻。轉(zhuǎn)入塑料試劑瓶中保存。
13.弗羅里硅土:60目-100目。
在馬弗爐中于650℃灼燒5h,冷卻后貯存于具玻璃塞或內(nèi)襯鋁箔螺旋蓋的棕色玻璃容器內(nèi)。使用前,取適量灼燒后的弗羅里硅土,在內(nèi)襯鋁箔螺旋蓋的玻璃容器中于130℃活化16h,加入2ml水,振搖充分混合10min,靜置至少2h后使用。
14.堿性氧化鋁:100目-200目。
稱取l00.0g氧化鋁于500ml具玻璃塞或內(nèi)襯鋁箔螺旋蓋的棕色玻璃容器中,加入2ml水,振搖充分混合10min,靜置至少2h后使用。
15.混合標準貯備液:2000mg/L。
分別稱取0.200g(精確至0.0001g)N-亞硝基二甲胺、N-亞硝基二乙胺、N-亞硝基二正丙胺和N-亞硝基二苯胺,溶于適量二氯甲烷,全量轉(zhuǎn)入10ml容量瓶中,用二氯甲烷定容至標線,混勻,于4℃以下冷藏、避光和密封可保存6個月。亦可直接購買市售有證標準溶液。
16.混合標準使用液:200mg/L。
準確移取1.00ml混合標準貯備液于10ml容量瓶中,用二氯甲烷定容至標線,混勻,于4℃以下冷藏、避光和密封可保存2個月。
17.玻璃棉:市售經(jīng)過硅烷化處理的玻璃棉。
18.氮氣:純度≥99.999%。
19.氫氣:純度≥99.99%。
20.助燃氣:無油壓縮空氣,經(jīng)5?分子篩凈化。
檢測需要的儀器
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.色譜柱Ⅰ:石英毛細管色譜柱,柱長 30 m×內(nèi)徑 0.25 mm,膜厚 0.25 μm,固定相為5%二苯基-95%二甲基聚硅氧烷,或其它等效色譜柱。
3.色譜柱Ⅱ:石英毛細管色譜柱,柱長 30 m×內(nèi)徑 0.25 mm,膜厚 0.25 μm,固定相為35%二苯基-65%二甲基聚硅氧烷,或其它等效色譜柱。
4.濃縮裝置:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(或具有相同功能的濃縮裝置)和氮吹濃縮儀。
5.層析柱Ⅰ:約 400 mm 長×22 mm 內(nèi)徑,用于弗羅里硅土柱凈化法。
6.層析柱Ⅱ:約 300 mm 長×10 mm 內(nèi)徑,用于堿性氧化鋁柱凈化法。
7.分液漏斗:500 ml,具聚四氟乙烯塞。
8.一般實驗室常用儀器和設備。
水樣采集及貯存要求
采集時要用硬質(zhì)磨口玻璃瓶或具聚四氟乙烯材質(zhì)蓋墊的螺紋口玻璃瓶,水樣應充滿樣品瓶并加蓋密封,于4℃以下冷藏、避光保存和運輸。采樣后應在7d內(nèi)對樣品進行萃取,萃取后若不能及時測定,應于4℃以下冷藏、避光和密封保存,30d內(nèi)完成分析測定。
水樣的制備
萃取和濃縮
1.量取250ml樣品于500ml分液漏斗中,用硫酸溶液或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)樣品的pH值為6-9,加入50ml二氯甲烷,振蕩萃取2min,靜置10min,兩相分層,收集有機相,重復萃取2次-3次。合并有機相于錐形瓶中,加入無水硫酸鈉脫水干燥。
2.不需凈化的樣品,使用濃縮裝置將萃取液濃縮至1ml(V1),待測。需要凈化的樣品,使用濃縮裝置將萃取液濃縮至5ml,待凈化。
凈化水樣
對于成分復雜的地表水、工業(yè)廢水和生活污水,萃取后使用弗羅里硅土柱或堿性氧化鋁柱進行凈化。
弗羅里硅土柱凈化
在層析柱Ⅰ底部放入約0.5cm厚的玻璃棉,再放入22.0g已活化的弗羅里硅土,輕敲柱子使其內(nèi)容物向下沉實,在弗羅里硅土層上端加入約0.5cm厚的無水硫酸鈉。用40ml乙醚/戊烷(15+85,v/v)淋洗柱子,棄去淋洗液,當無水硫酸鈉層恰好暴露于空氣之前,加入濃縮后的5ml萃取液。
用90ml乙醚/戊烷(15+85,v/v)進行第一次洗脫,然后用100ml丙酮/乙醚(5+95,v/v)進行第二次洗脫,收集合并兩次洗脫液。使用濃縮裝置將收集的洗脫液濃縮至1.0ml(V1),待測。
堿性氧化鋁柱凈化
在層析柱Ⅱ底部放入約0.5cm厚的玻璃棉,再放入12.0g準備好的堿性氧化鋁,輕敲柱子使其內(nèi)容物向下沉實,在堿性氧化鋁層上端加入約1cm厚的無水硫酸鈉。用10ml乙醚/戊烷(3+7,v/v)淋洗柱子,棄去淋洗液,當無水硫酸鈉層恰好暴露于空氣之前,加入濃縮后的5ml萃取液。
用10ml乙醚/戊烷(3+7,v/v)進行第一次洗脫,然后用60ml乙醚/戊烷(1+1,v/v)進行第二次洗脫,收集合并兩次洗脫液。使用濃縮裝置將收集的洗脫液濃縮至1.0ml(V1),待測。
空白試樣的制備
量取250ml同批次實驗用水代替樣品,按照與試樣的制備相同步驟,制備空白試樣。
具體檢測步驟
儀器參考條件
不同型號氣相色譜儀的最佳工作條件不同,應按照儀器說明書進行操作。常用的儀器參考條件如下:
進樣口溫度:250℃。
進樣方式:分流進樣,分流比為5:1。
柱箱溫度:初始溫度50℃,保持2.5min,以30℃/min的速率升至220℃,保持4min。
柱流量:氮氣1.2ml/min。
進樣體積:1.0ul。
檢測器溫度:300℃;燃氣:氫氣流量30ml/min;助燃氣:空氣流量400ml/min。
校準曲線的繪制
取6個5ml容量瓶,分別加入適量二氯甲烷,分別加入25.0ul、50.0ul、100.0ul、150.0ul、200.0ul、250.0ul混合標準使用液,用二氯甲烷定容,搖勻,配制成4種亞硝胺類化合物質(zhì)量濃度分別為1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L、6.00mg/L、8.00mg/L和10.0mg/L的混合標準系列。按照儀器參考條件,由低濃度到高濃度依次進行測定。以亞硝胺類化合物的質(zhì)量濃度(mg/L)為橫坐標,峰面積或峰高為縱坐標,繪制校準曲線。