首页

方案概述

前言：

土壤作为环境中有害物质的重要载体，其挥发性芳香烃（如苯、甲苯、二甲苯、氯苯等12种典型污染物）的检测对生态环境和人体健康具有重要意义。这些污染物主要来源于工业排放、石油泄漏及有机溶剂使用等人类活动，具有显著的毒性、持久性和生物累积性特征，可通过食物链传递，直接威胁农产品安全及人体健康，有一定的致癌、致畸风险。

本篇文章参考了《土壤和沉积物挥发性芳香烃的测定顶空/气相色谱法》（HJ 742-2015），采用英国365集团官网气相色谱仪GC6100配置FID检测器搭配顶空进样器对土壤中挥发性芳香烃进行检测。

关键词：挥发性芳香烃；顶空；气相色谱；FID检测器；土壤。

1.实验方法

1.1仪器配置

英国365集团官网GC6100气相色谱仪

表1 气相色谱系统配置清单

序号	名称	数量
1	GC6100气相色谱仪	1
2	FID检测器	1
3	全自动顶空进样器	1

1.2 实验材料及辅助设备

12种挥发性芳香烃标准储备溶液（1000μg/mL）：自购有证标准溶液，于4℃以下避光密封冷藏;

甲醇：色谱纯；

氯化钠：优级纯（使用前在马弗炉中400℃烘烤4h，置于干燥器中冷却至室温，转移至磨口玻璃瓶中保存备用）；

磷酸：优级纯；

石英砂：分析纯，20目～50目；

往复式振荡器：振荡频率150次/min；

分析天平；

载气：高纯氮气；

氢气发生器；

空气发生器；

全自动顶空进样器：温度控制精度为±1℃；

顶空瓶：玻璃顶空瓶（20mL）。

1.3测试条件

1.3.1 顶空进样器参考条件

加热平衡温度：85℃；

加热平衡时间：50min；

进样阀温度：100℃；

传输线温度：110℃；

进样体积：1.0mL（定量环）。

1.3.2 气相色谱仪参考条件

色谱柱：Wax毛细管色谱柱，30m×0.32mm×0.5μm；

程序升温：柱初始温度35℃，保持6分钟；以5℃/min速率升温至150℃保持5分钟；再以20℃/min升温至200℃，保持5分钟；

柱流量：1mL/min；

进样口温度：250℃；

检测器温度：250℃；

空气流量：300mL/min；

氢气流量：40mL/min;

尾吹流量：10mL/min;

分流进样：分流比5：1。

1.4溶液配制

1.4.1饱和氯化钠溶液

量取500mL超纯水，使用磷酸调节pH≤2，加入180g氯化钠，溶解并混匀，于4℃下避光保存。

1.4.2线性标准工作溶液

分别量取25μL、50μL、100μL、250μL、500μL挥发性芳香烃标准储备溶液（1000μg/mL）于已装有少量甲醇的5mL容量瓶中，然后用甲醇定容，得到标准溶液浓度分别为5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μg/mL。向5支顶空瓶中依次加入2g石英砂、10mL饱和氯化钠溶液和10μL上述线性标准工作溶液，配置目标化合物质量分别为50ng、100ng、200ng、500ng和1000ng的5点校准曲线系列。

2.结果与讨论

2.1标样定性试验

图1 空白色谱图

图2 挥发性芳香烃标准溶液（500ng）色谱图

表2 挥发性芳香烃标准溶液（500ng）色谱参数

化合物名	保留时间（min）	峰面积	理论塔板数	分离度
苯	9.963	24.379	28573	19.156
甲苯	13.490	27.993	165792	23.806
乙苯	16.310	30.759	390737	2.489
对二甲苯	16.568	29.449	414073	2.199
间二甲苯	16.795	30.396	418964	10.579
异丙苯	17.888	34.445	483981	3.970
邻二甲苯	18.294	28.792	519742	10.188
氯苯	19.298	16.740	651026	14.235
苯乙烯	20.630	23.399	814520	49.168
1，3-二氯苯	25.174	12.761	1161928	8.356
1，4-二氯苯	25.953	12.055	1244883	12.604
1，2-二氯苯	27.143	12.038	1286232	N/A

说明：由上述谱图可见，挥发性芳香烃各物质间色谱峰的分离度均大于1.5，满足实验分析需求。

2.2 线性

图3 挥发性芳香烃标准曲线及相关系数

说明：本次测试的挥发性芳香烃标准工作曲线各组分质量为50ng、100ng、200ng、500ng和1000ng，挥发性芳香烃标准溶液中各组分的线性良好，线性相关系数＞0.999，满足实验分析需求。

2.3 精密度

图4 挥发性芳香烃标准溶液（50 ng）色谱图

图5 挥发性芳香烃标准溶液（200 ng）色谱图

图6 挥发性芳香烃标准溶液（1000 ng）色谱图

表3 精密度色谱参数

挥发性芳香烃（50ng）		挥发性芳香烃（200ng）		挥发性芳香烃（1000ng）
组分	RSD%	组分	RSD%	组分	RSD%
苯	2.050	苯	1.945	苯	1.370
甲苯	1.960	甲苯	1.742	甲苯	1.574
乙苯	3.185	乙苯	1.712	乙苯	2.585
对二甲苯	1.302	对二甲苯	2.301	对二甲苯	2.356
间二甲苯	2.105	间二甲苯	2.528	间二甲苯	2.579
异丙苯	2.859	异丙苯	1.842	异丙苯	2.047
邻二甲苯	2.663	邻二甲苯	1.613	邻二甲苯	1.577
氯苯	2.641	氯苯	2.164	氯苯	2.333
苯乙烯	1.322	苯乙烯	2.977	苯乙烯	1.829
1，3-二氯苯	0.611	1，3-二氯苯	2.925	1，3-二氯苯	1.643
1，4-二氯苯	2.447	1，4-二氯苯	3.078	1，4-二氯苯	3.162
1，2-二氯苯	3.087	1，2-二氯苯	2.447	1，2-二氯苯	2.679

说明：分别对质量水平为50 ng、200 ng和1000 ng的挥发性芳香烃样品进行6次重复性测定，其相对标准偏差分别为：0.6～3.2%、1.6%～3.1%、1.4%～3.2%，各物质色谱峰的相对偏差均符合标准要求。

2.4 检出限

图7 检出限溶液（50 ng）色谱图

表4 挥发性芳香烃各组分的方法检出限和测定下限

物质名称	检出限（μg/kg）	测定下限（μg/kg）
苯	0.7	2.8
甲苯	2.9	11.6
乙苯	2.5	10.0
对二甲苯	2.1	8.4
间二甲苯	2.9	11.6
异丙苯	2.5	10.0
邻二甲苯	1.7	6.8
氯苯	2.5	10.0
苯乙烯	2.7	10.8
1，3-二氯苯	2.4	9.6
1，4-二氯苯	3.0	12.0
1，2-二氯苯	1.8	7.2

挥发性芳香烃标准溶液（50ng）重复进样8次，经计算可得，当土壤取样量为2g时，12种挥发性芳香烃的方法检出限为0.7μg/kg～3.0μg/kg，测定下限为2.8μg/kg～12.0μg/kg，符合标准要求。

2.5 样品试验

图8 土壤样品色谱图

称取2g 样品置于顶空瓶中，迅速向顶空瓶中加入10.0mL 饱和氯化钠溶液，立即密封，在往复式振荡器上以150次/min的频率振荡10min。经检测，土壤样品中未检出苯系物。

2.6 加标回收试验

图9 土壤样品加标色谱图（加标量：100μg/kg）

表5-1 土壤样品加标回收（加标量：25μg/kg）

样品类型	化合物	实际样品浓度（μg/kg)	加标样品平均值（μg/kg）	加标量（μg/kg）	加标回收率（%）
土壤	苯	0	23.70	25	94.8
	甲苯	0	23.67	25	94.7
	乙苯	0	23.73	25	94.9
	对二甲苯	0	23.13	25	92.5
	间二甲苯	0	23.42	25	93.7
	异丙苯	0	23.63	25	99.8
	邻二甲苯	0	24.95	25	93.9
	氯苯	0	23.49	25	94.0
	苯乙烯	0	24.32	25	97.3
	1，3-二氯苯	0	23.21	25	92.8
	1，4-二氯苯	0	23.09	25	92.4
	1，2-二氯苯	0	24.33	25	97.3

表5-2 土壤样品加标回收（加标量：100μg/kg）

样品类型	化合物	实际样品浓度（μg/kg)	加标样品平均值（μg/kg）	加标量（μg/kg）	加标回收率（%）
土壤	苯	0	98.82	100	98.8
	甲苯	0	95.64	100	95.6
	乙苯	0	92.40	100	92.4
	对二甲苯	0	94.47	100	94.5
	间二甲苯	0	92.08	100	92.1
	异丙苯	0	87.71	100	87.7
	邻二甲苯	0	93.93	100	93.9
	氯苯	0	100.38	100	100.4
	苯乙烯	0	101.10	100	101.1
	1，3-二氯苯	0	99.20	100	99.2
	1，4-二氯苯	0	103.66	100	103.7
	1，2-二氯苯	0	97.54	100	97.5

表5-3 土壤样品加标回收（加标量：500μg/kg）

样品类型	化合物	实际样品浓度（μg/kg)	加标样品平均值（μg/kg）	加标量（μg/kg）	加标回收率（%）
土壤	苯	0	492.25	500	98.4
	甲苯	0	498.20	500	99.6
	乙苯	0	486.25	500	97.2
	对二甲苯	0	485.11	500	97.0
	间二甲苯	0	484.15	500	96.8
	异丙苯	0	474.65	500	94.9
	邻二甲苯	0	496.48	500	99.3
	氯苯	0	506.34	500	101.3
	苯乙烯	0	507.92	500	101.6
	1，3-二氯苯	0	498.74	500	99.7
	1，4-二氯苯	0	493.51	500	98.7
	1，2-二氯苯	0	500.88	500	100.2

分别对加标量为25μg/kg、100μg/kg、500μg/kg的土壤样品进行了测定，对应12种目标物的加标回收率范围分别为92.4%～99.8%、87.7%～103.7%和94.9%～101.6%。

3.结论

本方法采用英国365集团官网顶空-气相色谱仪GC6100配置FID检测器搭配顶空进样器对土壤挥发性芳香烃进行检测。实验结果显示，挥发性芳香烃各物质间色谱峰的分离度均大于1.5，满足实验分析需求。标准工作曲线质量为50-1000 ng时，标准溶液中各组分的线性良好，线性相关系数＞0.999，满足实验分析需求。精密度试验、方法的检出限和测定下限以及加标回收试验结果均符合标准要求，可采用此方法进行土壤中挥发性芳香烃的检测。

4．注意事项

实验中使用的溶剂和标准样品为有毒有害化合物，其溶液配制及样品前处理过程中应在通风柜中进行，操作时应按规定要求佩戴实验室防护用品，避免接触皮肤和衣物。
挥发性芳香烃标准溶液和饱和氯化钠溶液应于4℃以下避光密封冷藏，使用前需恢复至室温。
在采样、样品保存和预处理过程中，采样工具及分析过程中器具材料等均应在使用前要用甲醇、纯净水充分洗净。

下载解决方案