引言

在水环境污染物中，苯与甲苯是一类普遍存在的有毒、有害元素。其中，苯对人的神经系统及造血功能具有较大的破坏性，而甲苯则可以刺激人的皮肤及粘膜，甚至可以引发中枢神经系统的麻痹。因此，《地下水质量标准》^[1]已将这两种元素纳入了日常的检验范围。对于水质监管部门，进行地下水中的苯与甲苯的检测技术的探索显得尤其重要。在GB/T5750.8-2006^[2]中，我们参考了苯和甲苯的检测手段，并借助我们现有的PE气相色谱仪、顶空进样器、DB-17色谱柱等设备，深入研究了顶空进样环境与色谱分析环境，从而构建出一套适合我们实验室的检测策略。

1材料及方法 

1.1材料与试剂

苯标准溶液（100mg/L，坛墨质检）和甲苯标准溶液（200mg/L，坛墨质检）的测试结果。在甲醇中，苯的标准物质（批次A1803087，由坛墨质检所提供）和甲醇中的甲苯标准物质（批次330205，由环境保护部标准样品研究所提供）。所有用于实验室的水都是经过仪器测试无杂质的超纯水。

1.2仪器与设备

GC-580气相色谱仪配备了美国pe公司的顶空自动进样器。美国PE 公司提供的20ml的顶空瓶和瓶盖。瑞士梅特勒-托利多公司生产的50µL、1mL、10mL 的移液器。UPF-1-207超纯水器由成都超纯科技有限公司生产，而101-1A 电热鼓风干燥箱则是由北京中兴伟业仪器有限公司提供。

1.3仪器条件

1.3.1顶空进样条件

平衡温度：80℃。平衡时间：30min。进样时间为0.04min。

1.3.2色谱分析条件

DB-17毛细管柱，其尺寸为30m×0.32mm×0.25µm，用于制备色谱柱。载气：高纯氮，流量2mL/min，分流比例为10∶1。进样口温度为150℃。柱箱的温度设定为50℃，并维持6.0min分钟。FID 检测器的温度设定为200℃。空气流量为450mL/ min，氢气流量为45mL/min。

1.4 标准溶液配制

分别吸取 1.00mL 苯标准溶液和 0.50mL 甲苯标准溶液于 100mL 容量瓶中，用超纯水定容至刻度线并摇匀，即配成苯和 甲苯的浓度均为 1000.0µg/L 的混合标准使用液。

准确吸取 0.00，0.010，0.020，0.10，0.30，0.50，0.70，1.00mL  上述苯和甲苯混合标准使用液于 8 个顶空瓶（160℃烘烤2h，自 然冷却）中，加入 10mL 纯水，翻转混匀，即配成浓度为 0.00， 1.00，2.00，10.0，30.0，50.0，70.0，100.0µg/L 的苯和甲苯混合标准溶液。

1.5样品测定

将10. 0mL 的水样精确地放入顶部的空瓶内，然后紧固瓶盖，利用最佳的设备环境进行检验，目的是为了保持时间的稳定性，并通过外部标准法来测量峰面积。

2结果及讨论

2.1顶空条件优化

2.1.1平衡温度优化 

在50、60、70、80、90℃的平衡温度下，我们设置了20min的平衡时间，0.03min的进样时间，并将柱箱的温度调节到40℃，同时以1mL 的载气流速来实施测试。实验结果显示，在80℃的平衡温度条件下，色谱峰的反应最强烈。

2.1.2平衡时间优化

将平衡时间分别设定为10、20、30、40、50min，并将平衡温度调节至80℃，然后按照2.1.1的规定进行实验。实验结果显示，只需30min的平衡时间，水样就能实现气液的动态平衡。

2.1.3进样时间优化 

设定样品的进样时间为0.02、0.03、0.04、0.05、0.06min分钟，在80℃下进行30min的平衡处理，结果表明进样 时间0.04min 测得色谱峰值最高。

2.2色谱条件优化

2.2.1柱箱温度优化

在最佳的顶空进样条件下，我们将柱箱温度设定为40℃、45℃、50℃、55℃和60℃，并以1mL 的载气流速进行测试。结果显示，当柱箱温度达到50℃时，分离效果最佳。

2.2.2载气流速优化

在最佳的顶空进样环境下，将柱箱的温度设定为50℃，并将载气流速调整至1、1.5、2、2.5、3mL/ min ，以此来进行实验。实验结果显示，当载气流速达到2mL/min 时，其保留时间最短，同时分离效果也最佳。

2.3方法线性关系及检出限

根据已经优化的顶空采样条件和色谱分析条件，我们对配制的苯和甲苯系列混合标准工作液进行了测量。色谱工作站会自动计算线性方程和相关系数。我们设定3倍的信噪比作为方法的检出限，4倍的信噪比则用于检出。限为方法定量限,结果见表1。

表 1  苯和甲苯的线性回归方程、相关系数、检出限及定量限

2.4准确度与精密度试验

在10. 0mL 的超纯水中，我们将甲醇中的苯标准物质和甲苯标准物质进行稀释，然后依据我们优化过的设备条件，连续进行7次测量。通过计算，我们发现这些测量的相对误差和相对标准偏差都满足了规定的要求，具体的结果请参考表2。

表2  苯和甲苯标准物质准确度与精密度试验结果

2.5加标回收率试验

我们将苯与甲苯混合标准溶液的浓度分别设置为1.00、2.00、3.00µg/L3，并且将其应用于3.00µg/L3的实验水样，然后根据我们对设备的优化设置来进行测量，具体的数据请参考表3。
表3  苯和甲苯加标回收试验结果

3结语

我们在实验室中，借助现有的设备和 GB/T 5750.8-2006中对生活饮用水中苯和甲苯的检测方法，构建了一种测定地下水中苯和甲苯含量的方法。在最佳的设备环境中，苯和甲苯的分离及检测效果良好，它们的检测阈值分别是0.099µg/L 以及0.220µg/L。量化阈值是0.40µg / L ，以及0.88µg / L。两者的相对标准偏离率是2.65%，而3.80%。所有的技术指标均达到了99.0%~101%和90.5%~99.0%的回收率，这使得我们的实验室能够进行大规模的检测，同时，这些数据还能够给其他的检验和检测组织带来借鉴。
参考文献：

[1]GB/T-14848-2017. 地下水卫生标准[S].

[2]GB/T 5750.8-2006. 生活饮用水卫生标准检验方法 有机 物指标[S].