气相色谱法测定水体中的有机物

GC测定水体中的有机污染物

李磊************，李先江************

（中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛 266100）

摘要：根据水体现状，我们怀疑是农药厂排放的有毒废水导致鱼类大量死亡。针对可能存在的剧毒有机污染物，我们对重铬酸钾氧化法、恒电流库仑滴定法、微分脉冲阳极溶出伏安法以及气相色谱法的优缺点进行了详细的分析和比较，选择气相色谱法对水体中存在的有机污染物进行定性和定量分析。

关键词：GC；有机污染物；色谱柱；化学需氧量 中图分类号：X131.2

1. 前言：

通过文献介绍水体中的鱼大量死亡，由此我们猜测可能是由于水体中存在大量的有害物质所致。通过分析我们发现，池塘所傍河流的上游有三个工厂，水污染很大程度上是因为上游工厂排放的废水不达标造成的。大部分工厂排放的废水中都含有有机物，而有机污染物含量超标将严重影响水体中生物的生命活动，而且有些难以降解的物质的存在也会通过生物链最终在人体内积累，危害人类的身体健康和生命安全。

通常情况下，工厂排放的废水中均含有有机物，下表则罗列了不同类型的污水中BOD5和COD的含量以及不同类型的工厂所排放的污染物的种类：

图一 污水类型及BOD和COD含量

工厂类型 石油加工厂 化工厂 造纸厂 制药厂 农药厂 化肥厂 电镀厂 印染厂 火力发电厂 主要排放有机污染物的种类 酚类化合物、硝酸苯类化合物、石油类、多环芳烃、苯系物、有机金属化合物等 以产品有不同。一般排放产物含酚类化合物、苯胺类化合物、硝酸苯类化合物、总有机卤代物、二恶英、多环芳烃、邻苯二甲酸酯类、甲醛、多氯联苯等 酚类化合物、甲醛、多环芳烃、松香酸、不饱和脂肪酸、 多氯代物、甲基硫、甲基醚等 苯胺类化合物、总有机卤化物、挥发性半挥发性有机物、氯苯类化合物、多环芳烃等 有机氯农药、有机磷农药、氯苯类化合物、挥发性半挥发性有机污染物、苯系物、总有机卤化物、三氯乙醛、苯胺类化合物、烯氰及烯醛类化合物、有机金属化合物等 有机氮、有机磷、饱和脂肪酸等 有机氰化物 总有机卤化物、苯系物、苯胺类化合物、硝酸苯类化合物、挥发性半挥发性有机污染物、氯苯类化合物、甲醛等 有机醚类化合物、有机金属化合物、多环芳烃、总有机卤化物、烯氰及烯醛类化合物、苯系物等 图二 不同工厂排放的有机物种类 农药行业是化学工业中的污染大户，也是治理污染难度最大的行业。农药生产废水历来以毒性大、浓度高、治理难成为社会关注的重点。由于农药种类多，生产历程长、反应步骤多，因此产生的有毒污染物很多，极有可能是罪魁祸首，我们以农药中合成最多，应用最广泛，最具代表性的乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷四种有机磷农药为分析对象。同时，它们也是国家环保重点监测对象。

我们将就假设对水样进行定性和定量的分析，从而找出最终的结果。在测定过程中我们将分别对重铬酸钾氧化法、恒电流库仑滴定法、微分脉冲阳极溶出伏安法以及气相色谱法的优缺点进行比较，选择合适的方法进行测定。

2.水体有机污染物的种类和相关简介：

水体中的有机污染物有许多，包括以下这些种类：

酚类化合物、苯胺类化合物、硝基苯类、总有机卤化物、石油类、挥发性和半挥发性有机污染物、苯系物、挥发性卤代烃、氯苯类化合物、邻苯二甲酸酯类、甲醛、有机氯农药、有机磷农药、三氯乙醛、多环芳烃、二恶英类、多氯联苯。

酚类化合物 酚类为原生质毒，属高毒物质。人体摄入一定量时，可出现急性中毒症状；长期饮用被酚污染的水，可引起头晕、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。水中含低浓度（0.1～0.2mg/L）酚类时，可使生长鱼的鱼肉有异味，高浓度（>5mg/L）时则造成中毒死亡。含酚浓度高的废水不宜用于农田灌溉，否则，会使农作物枯死或减产。水中含微量酚类，在加氯消毒时，可产生特异的氯酚臭。

苯胺类化合物 苯胺及其衍生物可以通过吸入、食入或透过皮肤吸收而导致中毒，能通过形成高铁血红蛋白造成人体血液循环系统损害，可直接作用于肝细胞，引起中毒性损害。这类化合物进入肌体后易通过血脑屏障而与大量类脂质的神经系统发生作用，引起神经系统的损害。另外，苯胺类化合物还具有致癌和致突变的作用。

硝酸苯类 常见硝酸苯类化合物有硝基苯、二硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯及二硝基氯苯。硝基苯类化合物排入水体后，可影响水的感官性状。人体可通过呼吸道吸入或皮肤吸收而产生毒性作用，硝基苯可引起神经系统症状、贫血和肝脏疾患。

总有机卤化物（TOX） 总有机卤化物是指卤代烃、卤苯类化合物及其衍生物等全部有机卤化物中卤元素的总量。总有机卤化物是以卤元素的含量表示水体中有机卤化物总量的综合指标。

石油类 水环境中石油类来自工业废水和生活污水的污染。石油类碳氢化合物漂浮于水面，并能在水层表面结成一层薄膜，隔绝空气，影响空气与水体界面氧的交换；分散于水中以及吸附于悬浮微粒上或以乳化状态存在于水中的油，它们被微生物氧化分解，将消耗水中的溶解氧，使水质恶化，影响水生生物存活。石油类中所含的芳类虽较烷烃类少，但其毒性要大得多。

挥发性和半挥发性有机污染物 挥发性和半挥发性有机物在水中的溶解度都很小，都具有较易地从溶解态转入气相的能力。其挥发的速率依赖于有毒物质的性质和水体特征。在一般条件下，根据有机污染物的挥发速率可将其分为挥发性和半挥发性有机污染物。由于它们一般都具有毒性而且都具有挥发性，因此，它们不仅会破坏水生生态环境而且还会给周围的大气环境造成一定的危害。挥发性有机物包括挥发性的醚类、酮类、硝基类有机物、卤化有机化合物、烃类等。半挥发性有机物包括有机氯农药、PCBs、有机磷农药、多环芳烃类、氯苯类、硝基苯类、苯胺类、苯酚类等。

苯系物 苯系物通常包括苯，甲苯、乙苯，邻、间、对二甲苯，异丙苯、苯异烯八种化合物。除苯是已知的致癌物以外，其它七种化合物对人体和水生生物均有不同程度的毒性。

挥发性卤代烃 挥发性卤代烃主要指三卤甲烷（即三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷及三溴甲烷）及四氯甲烷等挥发性卤代烃。这些化合物沸点较低，易挥发。微溶于水，易溶于醇、苯、醚及石油醚等有机溶剂。各种卤代烃均有特殊气味并具有毒性。可通过皮肤接触、呼吸或饮水进入人体。

氯苯类化合物 氯苯类化合物的物理化学性质稳定，不易分解。在水中的溶解度很小，

易溶于有机溶剂中。这类化合物具有强烈气味，对人体的皮肤、结膜和呼吸器官产生刺激，进入人体内有蓄积作用，抑制神经中枢，严重中毒时，会损害肝脏和肾脏。我国制定的地表水卫生标准中，一氯苯、二氯苯、三氯苯、四氯苯的最高允许浓度为0.02mg/L，六氯苯是0.05mg/L.地表水环境质量标准中也增加了氯苯类项目。

邻苯二甲酸酯类 邻苯二甲酸酯类又称肽酸酯。一般为无色透明的油状液体，难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂。可通过呼吸、饮食和皮肤接触直接进入人和动物体内。其毒性随着分子中醇基碳原子数的增加而减弱。

甲醛 甲醛为具有刺激性臭味的无色可燃液体，易溶于水、醇和醚，其35%～40%的水溶液被称为“福尔马林”。甲醛的还原性很强，易与多种物质结合，且易于聚合。甲醛对人体的皮肤和粘膜具有刺激作用，进入人体后易对人的中枢神经系统及视网膜造成损害。含甲醛的废水排入水体后，能消耗水中的溶解氧，影响水的自净能力。

有机氯农药（六六六、滴滴涕） 六六六、滴滴涕（DDT）物理化学性质稳定，不易分解，残留期长，难溶于水，易溶于脂肪，并在其中蓄积。因此，有机氯农药及其降解产物对水环境污染会十分严重。

有机磷农药 有机磷农药的特点是毒性剧烈，但在环境中较易分解，在水体中会随温度、pH值的增高，微生物的数量、光照等增加而加快降解速度。因此，有机磷农药成为农药中品种最多、使用范围最广的杀虫剂。但是有些有机磷农药对人和动物毒性较大，易发生急性中毒，有些品种在水环境中仍有一定的残留期。有机磷农药生产厂排放的废水常含有较高浓度的有机磷农药原体和中间产物、降解产物等，当排入水体或渗入地下后，极易造成环境污染。有机磷农药大多不容于水，而易溶于有机溶剂中。

三氯乙醛 三氯乙醛为无色液体，有刺激性气味，溶于水。易吸收水分形成固体水合物，能与乙醇、乙醚等混溶。环境中的三氯乙醛在微生物和化学作用下可以转化为三氯乙酸或分解。三氯乙醛影响植物细胞的正常分裂，使植物生长畸形，尤其对小麦等农作物的危害最为严重，轻则导致减产，重则毁苗绝产。鱼类长期生活在受三氯乙醛污染的水中，轻则中枢神经系统受到抑制作用，重则导致死亡。

多环芳烃（PAH） 多环芳烃是石油、煤等燃料及木材，可燃气体在不完全燃烧或在高温处理条件下所产生的。环境中重要致癌物质之一。已证实，在多环芳烃化合物中许多种类具有致癌或致突变作用。致癌物有苯并芘，苯并蒽、蒽、二苯并蒽、二苯并芘等，还有多种是属助促癌剂如萤蒽、芘、苯并芘等。

二恶英类 多氯代二苯并对二恶英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）通常被称为二恶英类化合物。它们都是三环氯代芳香化合物，并且侧位（2,3,7,8）被氯取代的那些化合物具有很强毒性，其中2,3,7,8-四氯代二苯并恶英(TCDD)是目前已发现的最毒的有机化合物之一，有“世纪之毒“之称。世界各国科学家们通过对动物的暴露实验一致认为：二恶英类化合物有很强的致癌、致畸、致突变效应和生殖毒性，已被列入干扰内分泌的环境激素类物

质。二恶英的来源极为广泛，氯碱工业的电解废渣、垃圾焚烧产生的飞灰、纸浆漂白的废水、有机氯生产及钢铁工业生产过程中都会产生大量的二恶英。

多氯联苯（PCBs） 多氯联苯体（PCBs）是一组化学稳定性极高的氯代烃类化合物。由于其在环境中不易降解，其进入生物体内也相当稳定，故一旦通过食物链富集而侵入肌体就不易排泄，而易聚集在脂肪组织、肝和脑中，引起皮肤和肝脏损害。随着水体水分循环，PCBs污染已成为环境污染影响最具有代表性的物质，不仅污染地表水而且可污染海洋。多氯联苯在环境中很难降解，在水和土壤中存在，且容易在生物体内蓄积产生中毒，人体摄入0.5～2g/kg时即出现食欲不振、恶心、头晕、肝肿大等中毒现象。目前，多氯联苯属于世界银行规定的“需要进行评价的有害物质”，也是重要的内分泌干扰物。

这几大类都是剧毒物质，也是环保重点监测物质，它们都能引起严重的环境问题。而我们要测得四种农药，也是高毒物质。[6]

乐果：结构式

为无色樟脑气味的结晶，是一种接触性和内吸性杀虫剂和杀螨剂。中等毒杀虫剂.杀虫范围广，对害虫和螨类有强烈的触杀和一定的胃毒作用。适用于防治多种作物上的刺吸式口器害虫，如蚜虫、叶蝉、粉虱、潜叶性害虫及某些蚧类有良好的防治效果，对螨也有一定的防效。

甲基对硫磷：结构式

又称甲基-1605，一种高效、剧毒、广谱有机磷杀虫剂。（学名O,O-二甲基-O-(4－硝基苯基)硫代磷酸酯，工业产品为带蒜臭的黄棕色油状液体，纯品为白色结晶，熔点36～36.5℃，难溶于水，易溶于有机溶剂，加热会异构化,高温或遇碱易分解。甲基对硫磷具触杀和胃毒作用，能抑制害虫神经系统中胆碱酯酶的活力而致死，杀虫谱广，常加工成乳油或粉剂

对硫磷：结构式

又名一六零五；E-605；硫代磷酸-O,O-二乙基-O-对硝基苯基酯；乙基对硫磷；一种有机磷杀虫剂，用于防治棉蚜虫、棉红蜘蛛、稻螟虫、蝽象、介壳虫、蝗虫、叶跳虫、菜青虫、象鼻虫等。杀虫力强，对植物安全，但对人畜有剧毒，。具有触杀、胃毒、熏蒸作用，无内吸输导作用，但能渗入植物体内，对昆虫作用很快，高温时杀虫作用显著增快。可用于防治苹果、棉花、柑桔、梨、桃等害虫，地下害虫化麦红蜘蛛等。

马拉硫磷：结构式

别名：马拉松；四零四九；马拉赛昂。低毒杀虫剂。马拉硫磷具有良好的触杀和一定的熏蒸作用，无内吸作用。进入虫体后氧化成马拉氧磷，从而更能发挥毒杀作用，而进入温血动物时，则被在昆虫体内所没有的羧酸酯酶水解，因而失去毒性。马拉硫磷毒性低，残效期短，对刺吸式口器和咀嚼式口器的害虫都有效。适用范围适用于防治烟草、茶和桑树等作物上的害虫。也可用于防治仓库害虫。

3.实验方法的比较和选择：

关于水体中有机物的鉴定，我们选择了四种方法进行比较和选择：

3.1 重铬酸钾氧化法:[11]

在强酸性溶液中，用重铬酸钾氧化水样中的还原性物质，过量的重铬酸钾以试铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水样中还原性物质消耗氧的量。反应式如下：

Cr2O7+14H+6Fe→6Fe+2Cr+7H2O

水样20mL（原样或经稀释）于锥形瓶中

↓

↓←←HgSO40.4g（消除Cl-干扰） 混匀

↓←←0.25mol/L（1/6K2Cr2O7）100mL

↓←←沸石数粒

↓

混匀，接上回流装置

↓←←自冷凝管上口加入Ag2SO4-H2SO4溶液 ↓

30mL催化剂（混匀）

↓ 回流加热2h

↓ 冷却

↓←←自冷凝管上口加80mL水于反应液中

2-+

2＋

3+

3+

取下锥形瓶

↓←←加试铁灵指示剂3滴

用0.1mol/L（NH4）2Fe（SO4）2标液滴定，终点由蓝绿色变成红棕色。

重铬酸钾氧化性很强，可将大部分有机物氧化，但吡啶不被氧化，芳香族有机物不易被氧化；挥发性直链脂肪组化合物、苯等存在于蒸气相，不能与氧化剂液体接触，氧化不明显。氯离子能被重铬酸钾氧化，并与硫酸银作用生成沉淀，可加入适量硫酸汞络合之。[8]

方法评价：用0.25mol/L的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值；用0.025mol/L重铬酸钾溶液可测定5—50mg/L的COD值，但准确度较差。该方法只能测定水体中的总COD含量，不能定性和定量分析水体中有机物的种类和各类有机物的含量且该方法的灵敏度较差。虽然该方法比较简便，对所需仪器的要求不高，适合低端实验室分析，但由于它的局限性比较明显，所以不用改方法进行测定。

3.2 恒电流库伦滴定法:[7]

恒电流库仑滴定法是一种建立在电解基础上的分析方法。其原理为在试液中加入适当物质，以一定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极（阳极或阴极）上电解产生一种试剂（称滴定剂），该试剂与被测物质进行定量反应，反应终点可通过电化学等方法指示。依据电解消耗的电量和法拉第电解定律可计算被测物质的含量。

法拉第电解定律的数学表达式为：W=I*t*M/(96500*n)

式中：W——电极反应物的质量（g）；

I——电解电流（A）； t——电解时间（s）； 96500——法拉第常数（C）； M——电极反应物的摩尔质量（g）； n——每克分子反应物的电子转移

数。

图三 恒电流库伦滴定法装置

库仑式COD测定仪由库仑滴定池、电路系统和电磁搅拌器等组成。库仑池由工作电极对、指示电极对及电解液组成，其中，工作电极对为双铂片工作阴极和铂丝辅助阳极（置于充3mol/L的硫酸，底部具有液络部的玻璃管内），用于电解产生滴定剂；指示电极对为铂片指示电极（正极）和钨棒参比电极（负极，置于充饱和硫酸钾溶液，底部具有液络部的玻璃管中），以其电位的变化指示库仑滴定终点。[8]电解液为10.2mol/L硫酸、重铬酸钾和硫酸铁混合液。电路系统由终点微分电路、电解电流变换电路、频率变换积分电路、数字显示逻辑运

算电路等组成，用于控制库仑滴定终点，变换和显示电解电流，将电解电流进行频率转换、积分，并根据电解定律进行逻辑运算，直接显示水样的COD值。

使用库仑式COD测定仪测定水样COD值的要点是：在空白溶液（蒸馏水加硫酸）和样品溶液（水样加硫酸）中加入同量的重铬酸钾溶液，分别进行回流消解15分钟，冷却后各加入等量的硫酸铁溶液，于搅拌状态下进行库仑电解滴定，即Fe3+在工作阴极上还原为Fe2+（滴定剂）去滴定（还原）Cr2O72-。库仑滴定空白溶液中Cr2O72-得到的结果为加入重铬酸钾的总氧化量（以O2计）；库仑滴定样品溶液中Cr2O72-得到的结果为剩余重铬酸钾的氧化量（以O2计）。设前者需电解时间为t0，后者需t，则据法拉第电解定律可得： COD(O：mg/L)=I*（t0-t）*M*1000/（n*96500*V） 式中：V——水样的体积；

I——电解电流；

M——氧的分子量（32）； n——氧的得失电子数（4）； 96500——法拉第常数。

方法评价：本方法简便、快速、试剂用量少，不需标定滴定溶液，尤其适合于工业废水的控制分析。当用3mL0.05mol/L重铬酸钾溶液进行标定值测定时，最低检出浓度为3mg/L；测定上限为100mg/L。但是，只有严格控制消解条件一致和注意经常清洗电极，防止沾污，才能获得较好的重现性。该方法虽然比重铬酸钾法有所提高，但仍然无法准确获得有机物的种类和每一种的含量，所以本实验不予采用。

3.3 微分脉冲阳极溶出伏安法：[7]

微分脉冲阳极溶出伏安法是一种非常灵敏的电化学分析手段。 阳极溶出伏安法是将待测物质先富集于工作电极上，再使电位从负向正扫描，使其自电极溶出，并记录溶出过程的电流—电位曲线。这种阳极溶出的电压—电流曲线，波形一般呈倒峰状。在一定条件下，其峰高与浓度呈线性关系，而且不同离子或有机物在一定的电解液或者底液中具有不同的峰电位。因此，峰电流和峰电位可作为定量和定性分析的基础。目前溶出伏安法可测定的元素很多，，有40种以上的元素可用阳极溶出伏安法测定，测定浓度可低达10-6mol/l。

[10]

图四：微分脉冲伏安法工作曲线

目前微分脉冲阳极溶出伏安法已经广泛应用于废水中金属离子的测定，但在有机物的测定方面应用较少。目前已采用该法进行分析的有机化合物有卤代烷烃、芳香族化合物、醇、醛、羧酸、酯、胺等。

由于很多有机物都不溶于水，所以用该法测定需要加入底液，一般选择有机溶剂和水的混合溶液作为底液，底液的选择务必慎重，因为底液的选择对峰形，峰电位和峰的个数都有方法评价：微分脉冲阳极溶出伏安法虽然在灵敏度和检测限方面远远高于前两种方法，且在引入化学计量学以后可以对有机污染物进行定量分析，但该方法比较繁琐，而且实验条件苛刻，背景电流和峰电位漂移等因素都会影响实验结果，而且具有电极反应不可逆的特点。所以在本实验中我们不采用该方法。

很大的影响。此外H+会影响半波电位，所以还需控制溶液的pH值。

3.4 气相色谱法：

气相色谱法是在以适当的固定相做成的柱管内，利用气体（载气）作为移动相，使试样（气体、液体或固体）在气体状态下展开，在色谱柱内分离后，各种成分先后进入检测器，用记录仪记录色谱谱图。 在对装置进行调试后，按各单体的规定条件调整柱管、检测器、温度和载气流量。进样口温度一般应高于柱温30-50度。如用火焰电离检测器，其温度应等于或高于柱温，但不得低于100度，以免水汽凝结。色谱上分析成分的峰的位置，以滞留时间（从注入试样液到出现成分最高峰的时间）和滞留容量（滞留时间×载气流量）来表示。[11]这些在一定条件下，就能反应出物质所具有特殊值，并据此确定试样成分。

图五 气相色谱谱图

根据色谱上出现的物质成分的峰面积或峰高进行定量。峰面积可用面积测定仪测定，按半宽度法求得（即以峰1/2处的峰宽×峰高求得）。峰高的测定方法是从峰高的顶点向记录纸横座标准垂线，找出此垂线与峰的两下端联结线的交点，即以此交点至峰顶点的距离长度为峰高。

但是由于在对组分直接进行定性分析时，必须用已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对比，或与质谱法联用，才能获得直接肯定的结果。

方法评价：采用气相色谱仪可将有机物直接分离且完成定量测定，具有测量快速、高效、操作简便等优点，而且试剂用量少，灵敏度高，与前几种方法相比具有无可比拟的优势。只是

需要在使用前进行仪器的校正和调试，此外气相色谱法只能用于检测分离低沸点、低分子量且热稳定性强的有机化合物。但通过对河水中可能存在的有机物的分析，基本满足气相色谱法的测定要求。

所以通过对上述四种方法的优缺点比较，我们最终选择气相色谱法测定河水中可能存在的有机污染物及其含量。

4.实验部分：

4.1实验目的：

（1）了解色谱仪的基本结构、工作原理及操作技术。 （2）学会用气相色谱仪测定水样中有机物质的含量。

4.2实验原理：

色谱法是一种灵敏度高、选择性强、分析速度快的方法。气相色谱法以不与被测组分发生化学反应的气体为流动相，以能被测组分彼此分离的固体（主要为吸附剂、高分子多空小球及化学键合固定相，成为气相色谱）或液体（由高沸点有机溶剂凃在担体表面，成为气相色谱）作为固定相，当携有被测组分的气态混合物的载气通过色谱柱时，被测组分在两相中连续不断地反复分配，由于各组分在两相中的分配系数不同，从而先后流出色谱柱而达到分离。

气相色谱分离是利用试样中各组分在色谱柱中的气相和固定相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次（103-106）的分配（吸附－脱附－放出）由于固定相对各种组分的吸附能力不同（即保存作用不同），因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。它主要由气路系统、色谱分离系统、温度控制系统、检测系统、数据处理系统及辅助部件构成。 色谱法最根本的定性指标是组分在色谱柱内的滞留时间，即保留时间。操作条件恒定时，组分的保留时间是常数，不同组分在两相间的分配系数不同，其保留时间不同。对于较简单的多组分混合物，若色谱峰能分开，则可将各个峰的保留值和各相应的标准样品在同一条件所得的保留值相对照，以确定各色谱峰所代表的物质。 根据色谱图进行组分定量时，所用定量分析方法主要有归一化法、内标法和外标法3种。在相同条件下比较组分标样与样品的色谱分析所得峰面积或峰高而进行定量的方法称为外标法，也称定量进样-曲线校正法。该法是在进样量、色谱仪器及操作等分析条件严格固定不变的情况下，先将不同含量的组分纯样等量进样进行色谱分析，求得含量与色谱峰面积或峰高的关系，将此关系绘成定量校正曲线进行样品定量的方法。此法的有点是简便，适宜于批量样品分析，特别是气体分析。缺点是因难较准确的定量进样，容易引起误差。为保证结果的准确性，除做到进样量的固定和操作条件稳定外，还应经常校准曲线有无变化。[9]

图六 气相色谱过程示意图

4.3仪器试剂：

1890Ⅱ型气相色谱仪（NPD检测器）、聚四氟乙烯瓶盖的棕色玻璃瓶1L*2个、冰箱、100ml容量瓶6个、10ml移液管、洗耳球、1ul注射器 乐果（分析纯）、甲基对硫磷（分析纯）、马拉硫磷（分析纯）、对硫磷（分析纯）、氯仿（分析纯）、氯化钠、高纯氢气、高纯氮气

4.4 色谱条件：

载气：N2 50ml/min,H2，60ml/min,空气60ml/min 温度：气化温度220℃，检测室温度220℃

色谱柱：Econo Cap Caxbowax型，固定液OV-17，载体玻璃微球 进样量1ul

程序升温控制：开始时8O℃保持1 min，以10℃／min程序升温至200℃，保持2min；再以3℃/min程序升温至220℃，保持20 min；再以10℃／min程序升温至240℃，保持2min。全部分析时间为35 min。

4.5 实验步骤：

（1）取样。湖泊水样采集时，选择连续几天比较晴朗的天气，采集水质比较稳定的水样。

表层水，在水面下1-2cm处采集。深层水，用深水采集器采集湖深一半位置的水样。采样

前玻璃瓶依次经铬酸洗液、自来水、蒸馏水洗涤后烘干后用。采样时先用被采集的水样荡洗采样瓶二三次，采样和装填样品时，避免采样人员的手套接触样品产生污染，采集后立即密封样品，4℃冷冻处理。同样的方法采集农药厂的水样。

（2）水样预处理。采集来的水样，先经0．45um 水相滤膜进行过滤。取250ml水样置于500ml分液漏斗中，向漏斗内加入8-10g氯化钠，轻摇使之溶解。加入8ml氯仿，振荡。静置分层后，将下层氯仿层取出。用同样的方法再萃取2次，将萃取物合并总体积为V1。

（3）标准夜的制备。将乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、乙基对硫磷用氯仿配置成100mg/l的溶液，移取1ml到容量瓶，定容稀释100倍。

（4）气密性检查。 打开氢气阀门，待压力达到0.3MPa后，将气相色谱仪外侧的载气出口堵死，然后关闭载气，若系统气压在0.5小时内下降不超过0.01MPa，则表明不漏气，否则要检查管路。

（5）定量校正曲线绘制。用1ul注射器从标准使用液中取样，注入色谱柱，测定谱图，标准使用液的浓度要从低到高测。记录各种物质的浓度C、保留时间T、峰面积S，并绘制峰面积-浓度的定量校正曲线。

（6）样品的测定。将1ul注射器用样品液润洗3次，再取样，注入色谱柱，测定谱图。根据各种物质的保留时间判断物质种类，根据峰面积S，计算水样中各种农药的浓度。

（7）实验结束后，首先调节柱温到室温，调节H2、空气的流量为零，然后关闭氢-空发生器，待柱温降到室温后关闭色谱仪，最后将氮气钢瓶关闭。

4.6结果处理：

（1）绘制四种物质的定量校正曲线S=KC （2）由样品的S,计算样品的浓度C1 （3）鱼池中物质的浓度C=C1*V1/250

（4）由鱼池中农药的浓度，判断鱼类的死亡是否与农药厂的污水有关。

4.7注意事项：

1. 先通载气，确保载气通过色谱柱后，方可打开色谱仪，调节柱温。 2. 用微量注射器进样前后一定要用溶剂洗针，进样时要用样品洗针。 3. 实验完毕后，应先将柱温降到室温后，再关载气。

4.8 实验结果评价与误差分析：

根据我国《地表水环境质量标准》（GB3838-1988），四种农药的控制含量分别为乐果0.08mg/L、甲基对硫磷0.02mg/L、马拉硫磷0.25mg/L、对硫磷0.003mg/L。经过实验检测，如果农药含量超过国家标准，那么我们就有理由认为，鱼类的大量死亡与农药厂有关，它应该负相应法律责任。

本实验，采用气相色谱法，检测限低、灵敏度高，是一种比较可靠的仲裁方法。在实验过程中，主要的误差来源应该是水样采集是否具有代表性，水样保存方法得当，标准物质配制合格。我们将严格按照规定步骤，仔细分析水样，追求结果准确。

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