氣相色譜在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用

氣相色譜在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一在新的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006中，檢測項(xiàng)目由原來的35項(xiàng)，增加到106項(xiàng)，其中有機(jī)項(xiàng)目53項(xiàng)，氣相色譜檢測41項(xiàng)。第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一氣相色譜簡介對于氣相色譜，流動相為氣體，是一種具有很高靈敏度的陳述的分析技術(shù)。用氣相色譜儀分析的物質(zhì)必須是在一定條件下能夠汽化的。

第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一氣相色譜原理利用色譜柱對混合物的吸附能力、溶解度、親和力、阻滯作用等物理性質(zhì)的不同，對混合物中各組分進(jìn)行分離、分析。第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一氣相色譜組成部分氣體：載氣-用于傳送樣品通過整個系統(tǒng)的氣體；檢測器氣體-某些檢測器所需要的支持氣體樣品引入：將樣品引入載氣的過程色譜柱：實(shí)現(xiàn)樣品組分的分離檢測器：對流出柱的樣品進(jìn)行識別和響應(yīng)數(shù)據(jù)采集：將檢測器的信號轉(zhuǎn)換為色譜圖，以備手動或自動定性、定量之用第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一載氣建議開始時的氣源壓力值填充柱載氣壓力0.40Mpa(60psi)毛細(xì)管柱載氣壓力0.55Mpa(80psi)空氣（用于FID）壓力0.55Mpa(80psi)氫氣壓力0.40Mpa(60psi)第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一進(jìn)樣口分流/不分流分流比=(分流出口流量+柱流量)/柱流量滿足不分流模式的條件：

1、溶劑沸點(diǎn)低于化合物沸點(diǎn)

2、程序升溫，柱箱初始溫度低于溶劑沸點(diǎn)10℃-20℃3、設(shè)置好開閥時間(襯管體積×2/柱流量)溫度的設(shè)定：使樣品汽化的最低溫度即可襯管的作用：汽化室玻璃棉：增加汽化速度，輔助汽化；擋住固體顆粒第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一色譜柱分析物質(zhì)選擇原則：相似相溶出峰順序：非極性：按物質(zhì)沸點(diǎn)極性：按相似相容原理，越相似的出峰時間越長如何提高柱效：

1、使用內(nèi)徑更小的柱子

2、減小固定相百分比組成或固定相液膜厚度

3、減小進(jìn)樣量

4、選用更長的柱子

5、使用程序升溫改善后流出組組分峰形第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一色譜柱老化老化原因：新柱需預(yù)先老化以除去柱中殘留的溶劑；長時間沒有使用的柱子也需要老化以除去殘留在柱子中的樣品。第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一老化過程：填充柱：將柱子從檢測器端卸下，避免對檢測器的污染。將爐溫設(shè)置比通常最高爐溫高大約10℃，但比固定相最高溫度低，老化過夜。毛細(xì)柱：將柱子從檢測器端卸下，避免對檢測器的污染。

1.在室溫下吹15-30min以趕走Air,O2；

2.老化溫度高于使用溫度10℃，低于固定相最高溫度20-30℃；

3.從室溫開始程序升溫10-15℃/min，達(dá)到最高溫度保持20min即可。第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一不同類型柱子最佳流速柱內(nèi)徑載氣最佳載氣最佳

流量(mL/min)

線速度(cm/min)1/4”50-602.6-3.21/8”20-304.2-6.3毛細(xì)柱HP530系列柱(大孔徑)3-522-380.320mm(粗徑)1-320-410.200mm(細(xì)徑)0.5-121-320.100mm(快速)0.2-0.542-106第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一檢測器根據(jù)檢測器不同，載氣不同，選擇原則

H２HeN２ArTCD√√√√√√FID√√√√√μECD√√√√√√

NPD√√√第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一氫火焰離子化檢測器(FID)

將柱流出的樣品和載氣通過一個氫氣-空氣火焰。氫氣-空氣火焰本身只產(chǎn)生少許離子，但是當(dāng)有機(jī)化合物燃燒時，產(chǎn)生的離子數(shù)量增加。極化電壓把這些離子吸收到火焰附近的收集極上。產(chǎn)生的電流與燃燒的樣品量成正比。此電流可被電流計(jì)檢測并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送到輸出裝置。第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一FID只對含有C-H鍵的化合物有響應(yīng)。非碳?xì)浠衔镌贔ID上沒有響應(yīng)。響應(yīng)值與化合物中含有的C-H鍵個數(shù)成正比，C-H鍵個數(shù)越多，檢測器靈敏度越高。第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一FID點(diǎn)火故障原因氣體：氣體純度不夠；氫氣與空氣比例不對；載氣或尾吹氣流量較大。硬件：點(diǎn)火線圈壞了；噴嘴是否堵上；檢測器收集極受潮或積水。設(shè)置：檢測器溫度；點(diǎn)火補(bǔ)償2.0pA；大量芳烴作溶劑，火焰易熄滅。第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一電子捕獲檢測器（ECD）ECD包括一個鍍有63Ni的檢測器。63Ni釋放β-粒子，β-粒子產(chǎn)生電子。當(dāng)樣品組分的分子進(jìn)入ECD并與電子碰撞，電子則被樣品分子捕獲而產(chǎn)生負(fù)電荷離子。自由電子越多，脈沖頻率越低。當(dāng)捕獲電子的一個組分通過時，脈沖頻率增加。此脈沖頻率被轉(zhuǎn)化為電壓而被記錄下來。第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一ECD對某些化合物的靈敏度化合物相對于苯的響應(yīng)值苯1甲苯3丙酮82,3-丁二酮800000正丁醇17氯苯1200溴苯76001-氯丁烷171-溴丁烷50001-碘丁烷1500000氯仿1000000四氯化碳6600000第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一檢測器操作條件檢測器樣品類型靈敏度范圍載氣+尾吹氣氫氣空氣(mL/min)

FID碳?xì)浠衔?0-100pg20-6030-40200-50010ppb-99%TCD除載氣外的5-100ng15-30n.a.n.a.

其它所有物質(zhì)10ppm-100%ECD有機(jī)鹵化物0.05-1pg30-60n.a.n.a.

氯化溶劑&農(nóng)殘50ppt-1ppmNPD有機(jī)氮化合物&0.1-10pg20-401-570-100

有機(jī)磷化合物第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一部件維護(hù)進(jìn)樣口：襯管，分流平板色譜柱：不用時要安全保存起來檢測器：污染FID，NPD可拆洗

TCD，ECD熱清洗第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一定量方法面積百分比法AREA%(不是定量方法)峰高百分比法HEIGHT%歸一化法NORM%外標(biāo)法ESTD內(nèi)標(biāo)法ISTD內(nèi)標(biāo)百分比法ISTD%外標(biāo)百分比法ESTD%第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一前處理方式頂空進(jìn)樣吹掃捕集固相萃取(SPE)固相微萃取(SPME)第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一頂空進(jìn)樣頂空進(jìn)樣法是氣相色譜特有的一種進(jìn)樣方法。適用于揮發(fā)性大的組分分析。原理：揮發(fā)性物質(zhì)在一定的溫度下，在一密閉的空間內(nèi)氣液兩相達(dá)到平衡。此時氣液中的濃度成正比，頂空是用氣體中的濃度反映液體中的濃度的一種進(jìn)樣方法。第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：使待測物揮發(fā)后進(jìn)樣，可免去樣品萃取、濃集等步驟，還可避免供試品種非揮發(fā)組分對色譜柱的污染，但要求待測物具有足夠的揮發(fā)性。適用范圍：被分析物在200℃以下?lián)]發(fā)第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一參數(shù)設(shè)置原則

2個壓力：傳輸管線壓力:比色譜柱柱頭壓大1psi

瓶加壓壓力

3個溫度：瓶溫度：比溶劑低15℃

瓶溫度，樣品環(huán)溫度和傳輸線溫度依次升高10℃6個時間：瓶加熱時間30min

瓶加壓時間0.2min

樣品環(huán)填充時間0.2min

壓力穩(wěn)定時間0.05min

進(jìn)樣時間1min

循環(huán)時間GC循環(huán)時間瓶參數(shù)（第一個瓶，最后一個瓶）瓶振動參數(shù)低速、高速、不振動第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一吹掃捕集吹掃捕集，是使用一連續(xù)氣流從某一溶液或固體中吹掃出可揮發(fā)物。樣品被吹掃一定時間并且揮發(fā)物通常會被一捕集裝置富集下來。然后捕集管被加熱以趕出可揮發(fā)物的一種裝置。第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：取樣量少、富集效率高、受基體干擾小、容易實(shí)現(xiàn)在線檢測適用范圍，揮發(fā)性有機(jī)物操作要點(diǎn)（解析溫度、時間）第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一固相萃取固相萃?。⊿olid-PhaseExtraction，簡稱SPE）是近年發(fā)展起來一種樣品預(yù)處理技術(shù)，由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來，主要用于樣品的分離、純化和濃縮。原理：SPE是一個包括液相和固相的物理萃取過程。在SPE過程中，固相對分析物的吸附力大于樣品，當(dāng)樣品通過SPE柱時，分析物被吸附在固體表面，其他組分則隨樣品通過柱子，最后用適當(dāng)?shù)娜軇⒎治鑫锵疵撓聛?。?8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：提高分析物的回收率，減少樣品預(yù)處理過程，操作簡單、省時、省力。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。注意事項(xiàng)：所選溶劑類型、比例，小柱的選擇，加鹽干燥。第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一固相微萃取固相微萃取(SolidPhaseMicroextraction,SPME)是九十年代興起并迅速發(fā)展的新型的、環(huán)境友好的樣品前處理技術(shù)，無需有機(jī)溶劑，操作也很簡便。第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一原理：SPME方法包括吸附和解吸兩步。吸附過程中待測物在樣品及石英纖維萃取頭外涂漬的固定相液膜中平衡分配，遵循相似相溶原理。這一步主要是物理吸附過程，可快速達(dá)到平衡。如果使用液態(tài)聚合物涂層，當(dāng)單組分單相體系達(dá)到平衡時，涂層上吸附的待測物的量與樣品中待測物濃度線性相關(guān)。第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一SPME有兩種萃取方式，一種是將萃取纖維直接暴露在樣品中的直接萃取法；另一種是將纖維暴露于樣品頂空中的頂空萃取法。第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：簡便，易操作，避免有機(jī)溶劑對環(huán)境的二次污染。缺點(diǎn)：拘束使用一個帶有吸附劑的探針。吸附劑的種類是根據(jù)被分析物來進(jìn)行選擇。適用范圍：大多數(shù)有機(jī)物的測定注意事項(xiàng)：保護(hù)玻璃纖維以防折斷第34頁，共36頁，2023年，2月20日，星期一新標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

有機(jī)物進(jìn)樣方式色譜柱檢測器苯系物頂空進(jìn)樣DB-WAXFID三鹵甲烷、三氯乙醛頂空