水中苯的檢測課件

水中苯的檢測及處理方法研究姓名：毛雪班級：分析化學(xué)學(xué)號：107551300455日期：2014.05.122014年4月11日，蘭州威立雅水務(wù)（集團(tuán)）公司在進(jìn)行水質(zhì)檢測大分析時(shí)，檢出出廠水苯含量為78微克/升，超過國家10微克/升的限制標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)多路水質(zhì)檢測，判定黃河水指標(biāo)和自來水廠一廠至二廠南線輸水管道水體指標(biāo)正常。一廠至二廠北自流溝水體可能被污染。據(jù)水廠分析可能是化工廠污染自流溝造成“換季過程中的熱漲冷縮引起的(管道破裂)一、苯污染的來源目前，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，苯系物尤其是苯、甲苯、二甲苯被廣泛用作油脂、橡膠、樹脂、油漆等的溶劑和基本化工原料，這樣就造成石油化工、農(nóng)藥、有機(jī)化工、煉焦化工等行業(yè)的排放廢水中含有較多的苯系物，成為河流、空氣和地下飲用水等有機(jī)污染物的重要來源。二、苯的性質(zhì)

苯，俗稱天那水，屬芳香烴類化合物，是煤焦油蒸餾或石油裂解的產(chǎn)物，在常溫下為無色液體，極易揮發(fā)。具有高折射性和強(qiáng)烈芳香味，易燃、有毒，蒸汽有爆炸性，常溫下?lián)]發(fā)很快。四、苯的毒性危害單環(huán)芳香烴一般都是無色的易揮發(fā)液體,其蒸氣比空氣重,難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑,液態(tài)時(shí),它們的比重小于1,都具有毒性。苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯6種苯系物已列入我國水環(huán)境優(yōu)先控制污染物“黑名單”中。苯為高毒致癌物，對皮膚和黏膜有局部刺激作用，吸入或經(jīng)皮膚吸收可引起中毒，可使人頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、痙攣、疲乏無力、昏睡，苯可對中樞神經(jīng)和造血系統(tǒng)造成損傷，引起神經(jīng)衰弱以及白細(xì)胞、血小板、紅細(xì)胞減少癥、牙齦和鼻出血，導(dǎo)致貧血、白血病，破壞遺傳基因，甚至致死。其它苯系物對人體和水生生物也均有不同程度的毒性,這類物質(zhì)對人體可造成急性或慢性的毒性作用,有一些甚至與腫瘤有關(guān)。五、水中苯含量的標(biāo)準(zhǔn)“苯這一指標(biāo)放在非常規(guī)指標(biāo)，按照國家規(guī)定，地表水水廠（原水為地表水）每年檢兩次，地下水水廠（原水為地下水）每年檢一次。國家10微克/升的限制標(biāo)準(zhǔn)國家規(guī)定飲用水標(biāo)準(zhǔn)苯含量每升不超過10微克。

檢測方法氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用氣相色譜法六、專業(yè)的化學(xué)檢測方法衛(wèi)生部《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中規(guī)定水中苯系物測定方法，其中第一法為二硫化碳萃取填充柱氣相色譜法，第二法為頂空氣-液平衡氣相色譜法，此兩種方法都對樣品進(jìn)行預(yù)處理。近年來在苯系物樣品的快速采集、分離和濃縮技術(shù)方面有很大的改進(jìn)，出現(xiàn)很多好的分離富集方法

樣品預(yù)處理技術(shù)預(yù)處理2、液-液萃取法1、頂空進(jìn)樣法3、固相微萃取法4、

吹掃捕集法6、攪拌棒吸附萃取5、膜分離技術(shù)原理其原理是根據(jù)在恒溫氣液分配體系中,組分在氣液兩相間達(dá)到平衡時(shí),服從亨利定律,即氣液分配常數(shù)K=ρg/ρL為一定值,其中,ρg為組分在氣相中的濃度,ρL為組分在液相中的濃度。優(yōu)點(diǎn)(1)避免直接進(jìn)樣時(shí)較多水樣進(jìn)入色譜儀器,造成對色譜儀入口和柱子的污染,影響色譜柱的使用壽命;(2)樣品的檢出限較低,操作方便。目前已經(jīng)有專門的頂空進(jìn)樣裝置———自動頂空進(jìn)樣器,使苯系物檢測實(shí)驗(yàn)更精確、便捷。同時(shí)頂空法也可與其它方法如:固相萃取、固相微萃取等聯(lián)用以達(dá)到更好的萃取效果。氣液平衡時(shí)氣體的濃度不僅與K值有關(guān),還與分壓、溫度、離子強(qiáng)度等有關(guān),所以在使用頂空進(jìn)樣方法測定水中苯系物時(shí)應(yīng)對氣液比、平衡溫度、平衡時(shí)間等因素進(jìn)行優(yōu)化,以便提高該方法的靈敏度。應(yīng)用：因?yàn)楸较滴锒际且讚]發(fā)的，所以頂空氣相色譜法測定水中苯系物是一種很好的方法。采用頂空法，當(dāng)頂空瓶中苯系物在氣液兩相中達(dá)到動態(tài)平衡時(shí)，取頂部氣體進(jìn)樣，經(jīng)毛細(xì)管柱分離，氫火焰離子化檢測器檢測，保留時(shí)間定性，峰面積定量。結(jié)果：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在一定范圍內(nèi)線性相關(guān)系數(shù)ｒ>0.9991，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.54%-

2.09%，樣品加標(biāo)回收率98.5%-103.0%。該方法準(zhǔn)確、快捷、線性范圍廣，滿足飲用水和地表水中低濃度揮發(fā)性苯系物的測定。吳建兵,錢志榮等.頂空毛細(xì)管柱氣相色譜法測定水中苯系物[J].江蘇預(yù)防醫(yī)學(xué),2013,24(1):11-14.1.2液-液萃取法二硫化碳萃取法是國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測部門推薦的水中苯系物檢測的預(yù)處理方法。優(yōu)點(diǎn)：

在氫火焰檢測器上二硫化碳的信號響應(yīng)小,在填充柱或毛細(xì)管柱上也都可以較好的分離,且具有對苯系物萃取效果較好、分離簡單、檢出限較低、測定結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高、重現(xiàn)性好、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：

操作時(shí)間長,要求萃取劑濃度高,并且對操作人員產(chǎn)生一定危害,因二硫化碳沸點(diǎn)為46.3℃,極易揮發(fā),對人體有強(qiáng)烈的刺激作用,在使用完該試劑后,往往感到咽喉部不適,嘴唇邊緣有脫脂感。應(yīng)用：陳軍，朱建豐，封蓉芳.二硫化碳萃取毛細(xì)管柱氣相色譜法測定飲用水中苯系物[J].福建分析測試.2011，20（4）:40-43.取200mL水樣于250mL分液漏斗中，加入3-4g氯化鈉，溶解后加5.0mL二硫化碳，立即蓋上蓋，振搖3min，中間不時(shí)放氣，靜止分層，棄去水相，萃取液經(jīng)無水硫酸鈉脫水后，進(jìn)行色譜分析。7種苯系物的加標(biāo)回收率在87.0%~111.3%之間，在0.01~1.0mg/L之間線性關(guān)系良好，RSD在3.2%~9.3%之間。1.3固相微萃取法

固相微萃取技術(shù)(SPME)是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來一種新型的無溶劑化環(huán)境樣品預(yù)處理技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：簡單、費(fèi)用少、易于自動化應(yīng)用：氣體、液體甚至固體環(huán)境樣品中揮發(fā)性有機(jī)(VOCs)的預(yù)處理以及痕量分析。現(xiàn)已逐步發(fā)展到食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、臨床化學(xué)、生物化學(xué)、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

目前水中苯系物的檢測較好的方法是頂空固相微萃取氣相色譜法(HS-SPME-GC)應(yīng)用：魏恩棋,李利榮等.頂空-固相微萃取-氣相色譜測定水體中痕量苯系物[J].2010,23(4):41-44.對固相微萃取條件進(jìn)行對比優(yōu)化，最佳實(shí)驗(yàn)條件為:選用75umCAR/PDMS萃取涂層，加入與水質(zhì)量比為40%的氯化鈉，于20oC溫度下萃取40min，解析3min。對方法的性能指標(biāo)分析表明：苯系物相關(guān)系數(shù)范圍值為0.992~0.999；檢出限范圍值為0.12~0.19ug/L；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)的范圍值為2.0%~3.9%。對地表水進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，回收率在96.2%~102.0%之間。該方法適用于多種水體中痕量苯系物的測定。應(yīng)用：用氮?dú)鈱⑺斜较滴锎党?，并捕集在吸附管?nèi)，加熱吸附管，解析出的組分進(jìn)入氣相色譜儀分離測定，外標(biāo)法定量。實(shí)驗(yàn)得出8種苯系物在相應(yīng)的試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)均具有良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)均大于0.9990，最低檢出限為0.0002mg/L，平均回收率在90.2%～105.6%之間，RSD均小于5.0%。姚潯平,李繼革,姚珊珊.吹掃捕集-氣相色譜法測定水中苯系物研究[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志.2010,20(4):742-743.1.5膜分離技術(shù)膜分離是利用天然或者人工制備的具有選擇透過性膜，在膜兩側(cè)存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差、化學(xué)位差等)下對雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級、提純和濃縮的方法。膜萃取-微捕集是膜技術(shù)和微捕集過程相結(jié)合的一種新型膜分離與濃縮技術(shù)，可用于測定環(huán)境水中苯系物的樣品前處理。原理：通過一根中空的纖維膜來分離和濃縮水樣中的苯系物，然后通過載氣或者加熱的方法脫附后引入色譜或者質(zhì)譜中檢測。優(yōu)點(diǎn)：簡便、快速、靈敏度高，無溶劑處理應(yīng)用：1.6攪拌棒吸附萃取攪拌棒吸附萃取是在SPME的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是繼SPME技術(shù)之后又一種無溶劑的用于痕量有機(jī)物分離和濃縮的技術(shù)。萃取的固定相為商品化的PDMS橡膠管，套于一內(nèi)封磁性圓柱體的玻璃管上，就制成SBSE技術(shù)中的攪拌棒。萃取時(shí)吸附攪拌棒自身完成攪拌，當(dāng)達(dá)到平衡后通過加熱進(jìn)行解析，并直接進(jìn)入氣相色譜或者氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測定，其萃取原理與SPME的萃取原理類似。SBSE和氣相色譜聯(lián)用適合水中痕量苯系物的測定應(yīng)用：李寧，劉銘平等.無溶劑高效萃取-氣相色譜聯(lián)用檢測水中苯類有機(jī)污染物殘留的方法評價(jià)采用浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法，將萃取相涂覆到玻璃管載體上，成功制備了固相萃取攪拌棒（圖1左）。實(shí)驗(yàn)過程中，將其放入試樣液中，在恒溫條件下，通過自身旋轉(zhuǎn)攪拌，完成萃取濃縮過程（圖1右）。將熱解析后的萃取棒，放入20mL待測樣品中，在40oC水浴環(huán)境中磁力攪拌萃取30min，磁力攪拌器轉(zhuǎn)速約為600r/min。萃取完成后的萃取棒放入吸水紙中，吸干棒體表面沾附的液體。將萃取棒迅速放入熱脫附器中，完成熱脫附和進(jìn)樣過程。后續(xù)樣品用GC檢測分析。吸附萃取棒富集倍數(shù)高達(dá)104倍，系統(tǒng)最低檢測限可低至30ng/L，在0.1-80μg/L線性范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)均在0.997以上。表1各種預(yù)處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)2氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)目的是集色譜的高分辨能力與質(zhì)譜的高鑒定能力于一體，依據(jù)化合物的質(zhì)譜碎片定性，不需要標(biāo)準(zhǔn)品比對。但是GC-MS法的檢出限、精密度和回收率相對于毛細(xì)管氣相色譜法來說并沒有太大的優(yōu)勢，且該法也只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，無法進(jìn)行現(xiàn)場、適時(shí)的檢測。應(yīng)用：解光武，王煥香．便攜式頂空/氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法快速測定水中苯系物．中國環(huán)境監(jiān)測，2009，25(5):17-19．目前使用臺式頂空P色質(zhì)聯(lián)用儀對水中苯系物進(jìn)行測定技術(shù)已經(jīng)成熟,但使用便攜式頂空-色質(zhì)聯(lián)用儀對水中苯系物的測定卻少有報(bào)道。用本方法測定環(huán)境水體中苯系物,樣品處理簡單,取樣量少,無需用有機(jī)溶劑,有利于保護(hù)環(huán)境;分析快速,定量定性準(zhǔn)確,干擾小,準(zhǔn)確度好,監(jiān)測靈敏度高,經(jīng)試驗(yàn)和實(shí)際樣品監(jiān)測表明,該方法完全能滿足突發(fā)性環(huán)境污染事故中對苯系物的應(yīng)急監(jiān)測需要。七、水中苯的快速檢測方法在室溫環(huán)境下，將含有苯和硝基苯的飲用水煮沸3至4分鐘，并將蒸發(fā)的氣體通過通風(fēng)設(shè)施(排煙罩等)排出室外，可去除水中苯含量100%，去除水中濃度在0.20ml/L(超國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定12倍)以下的硝基苯含量90%以上。將含有苯和硝基苯飲用水冷凍結(jié)冰，待水結(jié)冰率達(dá)到80%至90%時(shí)，將冰取出融化成水即可飲用?？扇コ械谋胶?0%以上，去除水中濃度在0.050ml/L以下的硝基苯含量86.8%以上。在含有苯和硝基苯的飲用水中加入6%的活性炭，8