頂空氣相色譜法(HS-GC)是在氣相色譜儀進樣口前面增加一個頂空進樣裝置的一種色譜技術,常解釋為將頂空裝置與氣相色譜儀聯用的儀器。它利用被測樣品(氣-液和氣-固)加熱平衡后,取其揮發氣體部分進入氣相色譜儀。它專用于分析易揮發的微量成分,如對甲醇、乙醇等許多易揮發的有機溶劑類,不同季節的花香氣、香水類,帶有易揮發成分的中草藥類,特殊氣味的蔬菜和調味品類等均可用它進行定量分析。
生活飲用水由于加氯消毒可產生些新的有機鹵代物,主要成分是氯仿和四氯化碳及少量的一氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷以及溴仿等,統稱為鹵代烷。自來水中鹵代烷含量高于水源水。
水中氯仿和四氯化碳可用氣相色譜-氣液平衡法分析,該法準確、靈敏且簡便。
水樣現場采集后應及時分析,一般不應超過4h。
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1 頂空色譜法
1.1 應用范圍
1.1.1 本法適用于測定生活飲用水及其水源水中氯仿及四氯化碳的含量。
1.1.2 水樣中常見物質在一般的含量范圍內對本測定方法不干擾。
1.1.3 最低檢測濃度氯仿為10微克/L,四氯化碳為1微克/L。
1.2 原理
在密封的試管內,易揮發的氯仿、四氯化碳分子從液相逸入液面空間的氣相中,在一定溫度下,氯仿、四氯化碳分子在氣液兩相之間達到動態平衡,此時氯仿、四氯化碳在氣相中的濃度和它在液相中的濃度成正比,通過對氣相中氯仿和四氯化碳濃度的測定,即可計算出水樣中氯仿、四氯化碳的濃度。
1.3 儀器
1.3.1 帶電子捕獲鑒定器的氣相色譜儀。
1.3.2 恒溫水浴(控制溫度±1℃)。
1.3.3 50ml成套刻度試管(管的總體積也必須相等):需經120℃烘烤2h。
注:一般實驗室使用氯仿較多,為了防止污染,所用玻璃器皿均需采用高溫處理去除干擾物。
1.3.4 醫用反口橡皮塞:首次使用時需用1+9鹽酸溶液煮沸,再用純水煮沸處理。以后使用時,只用純水煮沸20min,晾干備用。
1.3.5 微量注射器:1.0微升及50微升。
1.4 試劑
1.4.1 本法配制試劑溶液及稀釋用的純水均為無鹵代烷的蒸餾水,將蒸餾水煮沸15~30min或通高純氮氣20~25min。
1.4.2
氯仿標準溶液:取0.34微升氯仿(CHCl3)于裝有100ml純水的100ml容量瓶內,混勻。此溶液1.00ml含5微克氯仿。需每天新配制。
1.4.3
四氯化碳標準溶液:取0.31微升四氯化碳(CCl4)于裝有100ml純水的100ml容量瓶內,混勻。此液1.00ml含5微克四氯化碳。需每天新配制。
l.4.4 脫氯劑:抗壞血酸(C6H8O6)或硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)固體。
1.4.5 高純氮氣:純度大于99.99%。
1.4.6 聚四氟乙烯薄膜(0.1mm厚)或錫紙剪成圓片(直徑約為5cm),用純水煮20min后,于120℃下烘2h,保存備用。
1.5 步驟
1.5.1 色譜條件
1.5.1.1 色譜柱:長為2m的玻璃柱或不銹鋼柱子。
1.5.1.2 固定相:80~100目的GDX-103。使用前需在200℃下活化1~2天。
1.5.1.3 溫度:柱溫為160℃;檢測器溫度為200℃,汽化溫度為200℃。
1.5.1.4 載氣:高純氮(N2),流速為每分鐘45ml。
1.5.2 測定
1.5.2.1 水樣采集及測定
1.5.2.1.1
取裝有約0.1g抗壞血酸的50ml試管(30.1.3.3),帶至現場直接取樣。使水樣充滿全管(不得有氣泡),立即用墊有聚四氟乙烯薄膜的反口橡皮塞塞好,至實驗室后,用細鐵絲將橡皮塞扎緊(若不能當時進行測定,需于冰箱內保存,但不得超過4h)。
1.5.2.1.2
將長針頭穿透橡皮塞插入管中,使針尖恰好達到50ml標線處,再插入一個注射針頭。裝置如圖9,通人氮氣(表壓:0.2kgf/cm2),使水樣排出至50ml標線處,取下針頭。
1.5.2.1.3 將此管放入40℃水浴中平衡40min。
1.5.2.1.4 在保溫情況下用50微升注射器從瓶塞處抽取50微升上部氣體,注入色譜儀,測定峰高值。
1.5.2.2 配制標準系列,需與樣品同時配制。
1.5.2.2.1
取7個100ml容量瓶各加純水約97ml,分別加入氯仿標準溶液(30.1.4.2)0、0.20、0.40、0.80、1.20、1.60及2.00ml(濃度各為0、10、20、40、60、80及100微克/L)和四氯化碳標準溶液(30.1.4.3)0、20、40、80、120、160及200?l(濃度各為0、1、2、4、6、8及10微克/L),加純水定容至100ml。
1.5.2.2.2 搖勻后立即傾入裝有0.1g抗壞血酸的50ml試管(30.1.3.3),以下步驟按30.1.5.2.1.1~30.1.5.2.1.4
操作。
1.5.2.3 繪制校準曲線,從曲線上查出水樣中氯仿和四氯化碳濃度。
1.6 計算
根據樣品中氯仿、四氯化碳的峰高值,直接從校準曲線上查出水樣中氯仿、四氯化碳濃度(?g/L)。
若水樣經稀釋后測定的,需乘以稀釋倍數。