用吹扫捕集法气相色谱质谱联用及电子捕获技术测定水中的三卤甲烷

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1、用吹扫捕集法气相色谱质谱联用及电子捕获技术测定水中的三卤甲烷摘要：以吹扫捕集法气相色谱质谱联用(PTGC-MS)及电子捕获((PTGC-ECD)技术来测定水中的μg/L级和ng/L级的THMs，并用此二系统装置进行了各种类型水样的检测。还就一些特殊步骤，如采样品采集，空白样品制备及标准样品进行讨论。在所检测的水样中，最常出现的THMs成分为来自于水处理中氯消毒过程所产生的氯仿(CHCl3)。?　　关键词：三卤甲烷；吹扫捕集法；气相色谱；质谱；电子捕获?　　　　1引言?　　　　氯消毒过程是一种在城市水供及水处

2、理中广泛采用的消毒手段。然而，此过程中氯可与水中有机物反应而产生各种含卤素的附产物。?　　三卤甲烷的分子式为CHX3，X可为任何卤素或卤素混合物。由于其所具有的长效致癌性，水中三卤甲烷浓度须尽可能控制到最低。根据USEPA安全饮用水法案，水中三卤甲烷的最高含量为80μg/L。?　　为了有效控制水中的三卤甲烷，采用稳定可靠的分析方法来对它们进行监测就显得尤为重要。现在所常用的分析方法为气相色谱-质谱联用，通过各种进样方法如动态顶空，液-液萃取，固相微萃取(SPME)，检测限为μg/L级。但是由于受到空气和溶剂

3、的干扰，上述方法通常给出较高的空白样品值。?　　因为采用高纯度惰性气体来进行三卤甲烷及其他挥发性有机物的吹离和富集，吹扫捕集技术可以有效的克服以上问题。一旦样品进入系统，将不再与外界气体接触。同时，由于吸附载体对于挥发性有机物的吸附和浓缩作用，吹扫捕集技术将能进行超痕量的挥发性有机物的分析。?　　迄今为止，电子捕获检测器(ECD)而质谱技术则由于其结构鉴定的强大功能而被普遍应用。本文就不同性质的水样，如工业废水，地表水，引用水及超纯水中的三卤甲烷的分析，采用吹扫捕集技术与气相色谱-质谱联用或气相色谱-电子捕

4、获检测器联用，来实现所须的检测限要求(图1)。同时，本文也就样品的采集和存放进行了一些探讨。?　　　　2实验部分?　　　　（1）化学试剂。三卤甲烷标样浓度为2000μg/L于甲醇。所用氦气纯度为99.999%。配标样所用去离子水产生于自来水经过USF-ELGAoptima15系统(反渗透膜水)及USF-ELGAMaximaHPLC系统(超纯水，TOC<2μg/L;电阻>18.2MS采用HP6890GC与HP5973质谱联用，HPAX16自动进样器及Tekmar3000样品浓缩器，其中浓缩阱填料为

5、CarbopackB/Barboxen10001001.GC柱为DB-624(15m×0.2mmID×1.12μm)。PTGC-ECD采用HP6890GC与HP-μECD联用，并与AQUATek70自动进样器及Tekmar3100样品浓缩器相联接。其中浓缩阱填料为Tenax硅胶活性碳复合填料。GC柱为HP-5(30m×0.2mmID×1.12μm)。?　　　　3结果与讨论?　　　　（1）系统性能。?　　对于PTGC-MS及PTGC-ECD系统，吹扫捕集效率基本一致。对于氯仿的吹扫捕集效率为100%，对于CH

6、Cl2Br及CHClBr2而言，其吹扫捕集效率均大于95%。对于溴仿而言，它们的吹扫捕集效率分别为为75%及71%。此结果与以前文献报道类似。本实验还证实CarbopackB/Barboxen10001001填料与Tenax硅胶活性碳复合填料均可用于三卤甲烷的吸附。?　　由于电子捕获检测器对于溴的响应比氯大得多，因此其在三卤甲烷的检测中，CHCl2Br及CHClBr2总是比氯仿具有最高的检测灵敏度。其对于溴仿的相对较低的检测灵敏度可能来自于溴仿的相对较低的挥发度与被吹扫捕集能力。PTGC-ECD能方便地对三

7、卤甲烷进行ng/L级别的检测，其对三卤甲烷的方法检测限均为次ng/L级。因此，对于干扰物较少的超纯水的分析而言，PTGC-ECD因其所均有的高灵敏度而得以适用。?　　PTGC-ECD系统的高灵敏度也导致它的检测器较易饱和。当样品中三卤甲烷的浓度高于10μg/L时，PTGC-ECD由于检测器过饱和已不能对其进行直接检测。因此对于有较高含量的三卤甲烷的工业污水及处理水而言，在预扫描的基础上对样品进行稀释必不可缺。但是由于没有定性数据支持，对于复杂样品的分析，由于多干扰物的存在，PTGC-ECD就显得有些困难。?

8、(责任编辑：)在扫描状态下，PTGC-MS系统可在次μg/L浓度级别对三卤甲烷进行检测，其接口温度和离子源温度分别为280oC和230oC。质谱扫描速度为6.1次/秒，扫描范围为此m/z30-550。定量计算的碎片离子为:m/z82.9，84.9(氯仿);82。9，84.9(CHCl2Br);128.8，126.8(CHClBr2);172.7，170.7(溴仿)。在对于三卤甲烷的分析中，氯仿通常能取得最高的检测