CN112763642A - 一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法。所述方法采用的高效液相条件包括：色谱柱为反向C18色谱柱；流动相包括流动相A和流动相B，流动相A为乙腈，流动相B为浓度10mM的K2HPO4水溶液；采用梯度洗脱，流动相A+流动相B＝100％：0～7min，35％～60％流动相A；7～20min，60％～65％流动相A；20～23min，65％流动相A；23～23.1min，65％～35％流动相A；23.1～30min，35％流动相A。本发明的检测方法能够测定水样中多种石油类污染物，该方法简便准确，避免了有机溶剂萃取时的本底吸收，石油类污染物回收率高、精确度高、检出限低、分离度好。

Description

一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法
技术领域
本发明涉及环保领域，具体的说，本发明涉及一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法。
背景技术
石油的开采、储运和生产加工过程中，产生的石油类污染物通过各种途径进入到环境中，进入大气中的石油径类会进一步随着大气降水迁移，通过渗流进入土壤和地表水，并最终污染地下水。这些石油类污染物中含有的烷烃、芳香烃等物质大多为有毒有害物质，其中苯系物以石油中的苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙基苯(ethylbenzene)以及二甲基苯的三种异构体(o-xylene邻二甲苯、m-xylene间二甲苯、p-xylene对二甲苯)最为常见，合称BTEX。另外在石油加工过程中产生的苯胺、硝基苯，同时也对环境产生了很大的风险，其不但有易燃易爆的风险，而且毒性较大，对人体有极大的伤害。
目前地下水石油类污染物指标大多通过气相色谱法进行测定，国家标准方法采用二硫化碳萃取-气相色谱法，具有检出限低、线性范围宽等优点。测定水中的石油类污染物的方法还有紫外分光光度法，红外分光光度法，高效液相色谱法等。
气相色谱法操作过程复杂、成本高，还容易导致溶剂本底吸收，产生一定的误差影响。而且在同时测定BTEX、苯胺、硝基苯时，由于BTEX与苯胺、硝基苯挥发性质、分子极性差别巨大，气相色谱法测定前处理需要分不同色谱柱、不同进样方式、不同流动相，操作过程繁琐，因此很难完成同时测定。
顶空-气相色谱法存在萃取纤维易损坏、吸附量有限的缺陷，在测定成本上要高于其他方法。
紫外分光光度法仅能测定石油中芳烃成分，对芳烃含量低的油品测定值偏低，另外在测定多种混合的有机化合物时，其标线不好确定，且挥发性较强的目标物对最终的测定结果影响较大。
高效液相色谱的缺点是有“柱外效应”，在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间(进样器、柱接头、连接管和检测池等)中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱。
发明内容
针对以上瓶颈，本专利开发了一种高效液相色谱法同时测定地下水中甲苯、乙苯、硝基苯、苯胺、对二甲苯的方法,该方法只要求试样能制成溶液,不需要气化与前处理,不受试样挥发性强的限制。所测定的石油类污染物回收率高、精确度高、检出限低、分离度好、样品前处理成本低,适于水环境中石油类污染物的检测。
本发明的目的在于提供一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法。
为达上述目的，本发明提供了一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法，其中，所述方法采用的高效液相条件包括：
色谱柱为反向C18色谱柱；
流动相包括流动相A和流动相B，流动相A为乙腈，流动相B为浓度10-15mM的K2HPO4水溶液；
采用梯度洗脱，流动相A+流动相B＝100％：0～7min，35％～60％流动相A；7～20min，60％～65％流动相A；20～23min，65％流动相A；23～23.1min，65％～35％流动相A；23.1～30min，35％流动相A。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述色谱柱柱长为150-300mm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述色谱柱尺寸为4.6×150mm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述色谱柱填料的粒径为3um。
根据本发明一些具体实施方案，其中，清洗液为10-15v/v％的甲醇水溶液，流速为0.8-2.0mL/min。
根据本发明一些具体实施方案，其中，柱温为20-40℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，柱温为30℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，检测波长为210-300nm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，进样体积为1-50uL。
根据本发明一些具体实施方案，其中，进样体积为10uL。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法还包括标准品的制备：
(1)标准品母液配置：分别称取标准品100.00mg，甲醇定容至10ml容量瓶中得到标准品母液，标准品浓度为10mg/ml，其中乙苯20mg/ml；
(2)标准品母液稀释液：取标准品母液10μl与990μl甲醇混匀，标准品浓度为100ppm，其中乙苯200ppm；
(3)准确称量0.1mg标准品，用甲醇定容到100mL容量瓶中，配置成1g/L五种化合物的单标准溶液，稀释为不同浓度梯度，作为洗脱程序中确定混合图谱有机物种类的标准。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法还包括目标水样在进行检测前的前处理步骤：将目标水样超声脱气5min，然后用0.22um微孔滤膜过滤，然后再进行高效液相色谱检测。
根据本发明一些具体实施方案，其中，经过前处理的前五管目标水样弃用，将第六管目标水样进行高效液相色谱检测。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法是用于同时检测水体中的甲苯、乙苯、硝基苯、苯胺和对二甲苯的含量。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述水体为地下水。
在不矛盾的前提下，上述各具体实施方案可以任意组合。
综上所述，本发明提供了一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法。本发明的检测方法具有如下优点：
1、高效液相色谱测定地下水样中多种石油类污染物时，前处理只需要将水样超声排气后过滤膜即可得到待测水样，进行上机测定。
2、高效液相色谱测定地下水样中多种石油类污染物时，一次进样直接测定全部污染物，节省了大部分时间。
3、本方法通过选择不同的流动相(乙腈-磷酸氢二钾)，设定不同的参数(梯度洗脱程序，取样量，温度等)，即可完成对多种石油类污染物的分离，测定，有效地提高了效率，节省了成本，相比其他流动相(甲醇-水，乙腈-水，甲醇-4％磷酸溶液，乙腈-4％磷酸溶液)，其峰型更好，结果更加准确。
4、高效液相色谱法测定水样中多种石油类污染物，该方法简便准确，避免了有机溶剂萃取时的本底吸收，石油类污染物回收率高、精确度高、检出限低、分离度好，为水中低浓度苯系物的检测提供了不可或缺的数据。
附图说明
图1为实施例1的检测结果；
图2和图3分别为实施例2的检测结果；
图4为实施例3的检测结果；
图5为实施例4的检测结果。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1(标准程序测试)
(1)标准储备液制备：准确称取甲苯、乙苯、对二甲苯0.1g，分别用甲醇定容到100mL容量瓶中，配置浓度为1g/L的单品标准储备液，4℃冰箱保存。此外，配置100mg/L的单品标准储备液及混合标准储备液，通过单品标准储备液和混合标准储备液高效液相色谱法保留时间的对应关系来识别出峰次序。设置色谱条件为Acclaim C18 4.6×150mm 3um色谱柱，流动相：A：乙腈；B：10mM K2HPO4，清洗液为10％体积的甲醇，流速为0.8mL/min，柱温为30℃，波长为210nm，进样体积为10uL，梯度洗脱，具体设定条件为：0～7min，35％～60％A；7～20min，60％～65％A；20～23min，65％A；23～23.1min，65％～35％A；23.1～30min，35％A。实验结果如图1所示。
(2)标准曲线的绘制：取等体积步骤(1)中制备的浓度为1g/L的单品标准储备液，并用超纯水稀释配制成终浓度分别为100mg/L、50mg/L、10mg/L、5mg/L、1mg/L、0.5mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L的混合标准品。经0.22um微孔滤膜过滤后，使用高效液相色谱采集不同浓度三种苯系物的保留时间及峰面积。以峰面积(Y)及样品质量浓度(X)作线性回归。见表1。
表1线性试验结果
Figure BDA0002259373550000041
Figure BDA0002259373550000051
对同一混合标准储备液Y连续进样六次，其相对标准偏差均小于0.7％。
实施例2(检出限测定)
水样中甲苯、乙苯的检测
(1)标准储备液制备：同实施例1；
(2)标准曲线的绘制：同实施例1；
结果如下：
100ppm混标的分离谱图如图2所示；定量限50ppb，其中乙苯100ppb，谱图如图3所示，其中信噪比如下表2所示：
表2
样品名 S/N
苯胺 15.9
硝基苯 12
乙苯 30.5
甲苯 25
对二甲苯 19
实施例3(改变流速为1mL/min)
设置色谱条件为Acclaim C18 4.6×150mm 3um色谱柱，流动相：A：乙腈；B：10mMK2HPO4，清洗液为10％体积的甲醇，流速为1mL/min，柱温为30℃，波长为210nm，进样体积为10uL，梯度洗脱，具体设定条件为：0～7min，35％～60％A；7～20min，60％～65％A；20～23min，65％A；23～23.1min，65％～35％A；23.1～30min，35％A。其他条件同实施例1。检测结果如图4所示。
实施例4(改变柱温为35℃)
设置色谱条件为Acclaim C18 4.6×150mm 3um色谱柱，流动相：A：乙腈；B：10mMK2HPO4，清洗液为10％体积的甲醇，流速为0.8mL/min，柱温为35℃，波长为210nm，进样体积为10uL，梯度洗脱，具体设定条件为：0～7min，35％～60％A；7～20min，60％～65％A；20～23min，65％A；23～23.1min，65％～35％A；23.1～30min，35％A。其他条件同实施例1。检测结果如图5所示。

Claims (13)

1.一种水体中苯系污染物的高效液相检测方法，其中，所述方法采用的高效液相条件包括：
色谱柱为反向C18色谱柱；
流动相包括流动相A和流动相B，流动相A为乙腈，流动相B为浓度10-15mM的K2HPO4水溶液；
采用梯度洗脱，流动相A+流动相B＝100％：0～7min，35％～60％流动相A；7～20min，60％～65％流动相A；20～23min，65％流动相A；23～23.1min，65％～35％流动相A；23.1～30min，35％流动相A。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其中，所述色谱柱柱长为150～300mm。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其中，所述色谱柱尺寸为4.6×150mm。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的检测方法，其中，所述色谱柱填料的粒径为3～10um。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的检测方法，其中，清洗液为10-15v/v％的甲醇水溶液，流速为0.8～2.0mL/min。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的检测方法，其中，柱温为20～40℃。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的检测方法，其中，检测波长为210～300nm。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的检测方法，其中，进样体积为1～50uL。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的检测方法，其中，所述方法还包括标准品的制备：
(1)标准品母液配置：分别称取标准品100.00mg，甲醇定容至10ml容量瓶中得到标准品母液，标准品浓度为10mg/ml，其中乙苯20mg/ml；
(2)标准品母液稀释液：取标准品母液10μl与990μl甲醇混匀，标准品浓度为100ppm，其中乙苯200ppm；
(3)准确称量0.1mg标准品，用甲醇定容到100mL容量瓶中，配置成1g/L五种化合物的单标准溶液，稀释为不同浓度梯度，作为洗脱程序中确定混合图谱有机物种类的标准。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的检测方法，其中，所述方法还包括目标水样在进行检测前的前处理步骤：将目标水样超声脱气5min，然后用0.22um微孔滤膜过滤，然后再进行高效液相色谱检测。
11.根据权利要求10所述的检测方法，其中，经过前处理的前五管目标水样弃用，将第六管目标水样进行高效液相色谱检测。
12.根据权利要求1～11任意一项所述的检测方法，其中，所述方法是用于同时检测水体中的甲苯、乙苯、硝基苯、苯胺和对二甲苯的含量。
13.根据权利要求1～12任意一项所述的检测方法，其中，所述水体为地下水。
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