天游线路检测中心 使用氮气载气通过 HS-GC-MS 方法同时分析水中的 1,4-二恶烷和 VOC
MS 提示 416
简介
在GC中广泛用作载气的氦气(He)可能会因各种情况而出现价格暂时上涨和供应条件不稳定等问题。如果He供应发生延迟，则有必要考虑使用不同类型的载气作为替代气体。氢气和氮气主要被视为替代气体。氢气具有较宽的线速度范围，可实现最佳分离，适合作为 GC 的载气，但由于存在易燃和爆炸的风险，必须小心处理。因此，当安全性很重要时，氮气相对更容易引入GC-MS。这次，我们使用氮气代替氦气作为载气，尝试使用顶空（HS）-GC-MS方法来测量挥发性有机化合物（VOC），其标准值在水质标准部令规定的自来水质量标准和与水污染相关的环境标准中设定。因此，我们能够获得显示良好再现性和检测灵敏度的数据，我们在此报告。
JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta带 MS-62071STRAP
实验
使用捕集型顶空装置 MS-62071STRAP 和气相色谱质谱仪 JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta 进行测量。测定的挥发性有机化合物为表1所示的25种成分。其中，1,4-二恶烷为1、5、10、50、100μg/L，其他成分为01、05、1、5、10μg/L，制备水溶液作为测定样品。另外，在各测定样品中，以2μg/L的浓度添加氟苯和对溴氟苯，以10μg/L的浓度添加1，4-二恶烷-d8作为内标物质。
表1目标VOC清单
| 苯 | 二溴氯甲烷 | 反式1,2-二氯乙烯 | 1,4-二恶烷 | 1,1,1-三氯乙烷 |
| 溴二氯甲烷 | 对二氯苯 | 二氯甲烷 | MTBE | 1,1,2-三氯乙烷 |
| 三溴甲烷 | 1,2-二氯乙烷 | 1,2-二氯丙烷 | 四氯乙烯 | 间二甲苯 |
| 四氯化碳 | 1,1-二氯乙烯 | 顺式1,3-二氯丙烯 | 甲苯 | 邻二甲苯 |
| 氯仿 | 顺式1,2-二氯乙烯 | 反式1,3-二氯丙烯 | 三氯乙烯 | 对二甲苯 |
每10mL添加3g氯化钠后，按照表2所示的测定条件进行测定，制作校准曲线。此外，各种法律法规要求的定量下限将1,4-二恶烷定为5μg/L，其他VOCs定为02μg/L。本次测定的测定样品中，接近定量下限的浓度为1,4-二恶烷为1μg/L，其他VOCs为01μg/L，对测定样品连续测定n=5次，计算出定量值的变异系数(CV)。
表2测量条件
| 参数 | 值 | |
|---|---|---|
| HS | 样品温度 | 70°C |
| 采样模式 | 陷阱（采样数 = 3） | |
| 加热时间 | 15 分钟 | |
| 疏水管 | AQUATRAP1（GL 科学公司） | |
| GC | 专栏 | InertCap AQUATIC（GL 科学公司），长度60 m，内径032 mm，薄膜 |
| 烤箱温度 | 40°C（3 分钟）→ 10°C/分钟 → 200°C（5 分钟） | |
| 进样口温度 | 200°C | |
| 注射模式 | 脉冲分割 (1/5)，脉冲时间 = 3 分钟 | |
| 载气 | 氮气，1379 kPa，恒压 | |
| MS | 接口温度。 | 200°C |
| 离子源温度。 | 250°C | |
| 电离 | EI（20 eV，50 μA） | |
| 采集模式 | SIM 卡 | |
测量结果
测量不同浓度的样品（1,4-二恶烷：1,5,10,50,100μg/L，其他VOC：01,05,1,5,10μg/L），创建的校准曲线如图1所示。此外，表3显示了测量样品时校准曲线的变异系数和相关系数连续测定5次，接近各法规规定的定量下限（1,4-二恶烷：1μg/L，其他VOCs：01μg/L）。
图1 各VOC的校准曲线
表 3 CV以及 01 μg/L 浓度下每种 VOC 和 1 μg/L 浓度下 1,4-二恶烷的相关系数 (R)
| 化合物名称 | 简历 | R |
|---|---|---|
| 1,1-二氯乙烯 | 0.7% | 0.99991 |
| 二氯甲烷 | 0.8% | 0.99999 |
| MTBE | 1.3% | 1.00000 |
| 反式1,2-二氯乙烯 | 0.6% | 1.00000 |
| 顺式1,2-二氯乙烯 | 0.8% | 0.99999 |
| 氯仿 | 0.7% | 0.99997 |
| 1,1,1-三氯乙烷 | 0.3% | 0.99996 |
| 四氯化碳 | 0.4% | 0.99999 |
| 1,2-二氯乙烷 | 2.1% | 1.00000 |
| 苯 | 0.2% | 0.99999 |
| 三氯乙烯 | 0.5% | 0.99996 |
| 1,2-二氯丙烷 | 1.2% | 0.99995 |
| 化合物名称 | 简历 | R |
|---|---|---|
| 溴二氯甲烷 | 1.1% | 0.99983 |
| 1,4-二恶烷 | 6.0% | 1.00000 |
| 顺式1,3-二氯丙烯 | 1.8% | 0.99981 |
| 甲苯 | 0.2% | 0.99995 |
| 反式-1,3-二氯丙烯 | 2.2% | 0.99983 |
| 1,1,2-三氯乙烷 | 0.7% | 0.99999 |
| 四氯乙烯 | 1.6% | 0.99992 |
| 二溴氯甲烷 | 0.6% | 0.99963 |
| m，对二甲苯 | 0.6% | 0.99994 |
| 邻二甲苯 | 0.4% | 0.99997 |
| 三溴甲烷 | 1.5% | 0.99928 |
| 对二氯苯 | 0.4% | 0.99999 |
所有 VOC 的校准曲线相关系数均为 0999 或更高，表明线性良好。此外，1,4-二恶烷在定量下限附近的浓度变异系数为6%，其他VOCs为5%以下，完全满足各项法律法规要求的20%以下的值。
图2显示了在下限值附近的测量样品的前五次连续测量中每种VOC的SIM色谱图（1,4-二恶烷：1 μg/L，其他VOC：01 μg/L）。可知即使是最难获得灵敏度的成分1，4-二恶烷也检测到足够强度的峰。
图 2 浓度为 01 μg/L 的每种 VOC 和浓度为 1 μg/L 的 1,4-二恶烷的 SIM 色谱图
结论
我们尝试使用氮气作为载气，通过 HS-GC-MS 方法测量 VOC。对于水中VOCs的测量，根据各种法律法规，通常要求的定量下限浓度为1,4-二氧六环5μg/L，其他成分为02μg/L，而这次我们得到的结果完全满足这些限值。
