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挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs）是指在常温下,沸点50℃—260℃的各种有机化合物；半挥发性有机物（semi- volatile organic compounds, SVOCs），是指沸点在170—350℃的一类有机化合物[1]。其中，VOCs是造成饮用水污染的核心关键[2]；而大部分SVOCs对人体具有毒害作用[3]，因此对于水质质量的监测，通常都会要求检测这两类物质。这两类化合物由于其挥发性不同，在进行气相色谱质谱分析时，采用的进样方式和色谱柱类型均不同。因此，对这两类化合物进行分析时，需要在两台仪器上安装不同色谱柱分析，或者在一台气质联用仪上更换不同色谱柱分析。这两种方式或会增加实验室的采购及维护成本，或因质谱仪的开关机时间较长而影响分析效率。
岛津公司使用超强高效真空系统的气质联用仪，可支持双柱系统，即在仪器上由两个不同进样口同时安装两根不同类型色谱柱接入质谱中，从而实现在一台仪器上无需更换色谱柱的情况下，同时应对VOCs和SVOCs的检测；且超强高效真空系统在使用双柱系统情况下，也不会影响离子源真空度，从而能保证检测的灵敏度。
本文使用安装双柱系统的岛津气质联用仪GCMS-QP2020分析水质中的VOCs和SVOCs含量。结果表明，使用双柱系统分析SVOCs和VOCs在仪器表现上与单柱系统并无明显差异，而采用采用双柱系统，可无需更换色谱柱，即可在分析VOCs和SVOCs之间切换，使仪器的使用更加简便和高效。
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气相色谱质谱联用仪：GCMS-QP2020 NX配双柱系统；顶空自动进样器：HS-20。顶空参数：平衡温度65℃；平衡时间40 min；平衡压力70 kPa；定量环温度140℃；传输线温度150℃。GCMS参数：VOC参数：色谱柱1为Rxi-624Sil MS 60 m×0.25 mmID×1.4 μm；柱温程序：40℃(2 min)_5℃·min−1_120℃(3 min)_10℃·min−1-230℃(5 min)；载气线速度30 cm·s−1；进样方式为分流进样，分流比5：1；离子源温度230℃ ； 接口温度300℃；质谱采集参数见表1。
SVOC参数：色谱柱1为Rxi-5Sil MS 30 m×0.2 5mmID×0.25 μm；柱温程序：40℃(4 min)_10℃·min−1_300℃(10 min)；载气线速度40 cm·s−1 ；进样方式为不分流进样；进样口温度300℃；离子源温度230℃；接口温度300℃；质谱采集参数见表2。
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VOCs样品制备：取10 mL超纯水至20 mL顶空瓶中，加入4 g 氯化钠，加入VOCs标准品配制相应浓度标样后迅速封口，顶空进样分析。
SVOCs样品制备：用二氯甲烷配置一系列标准溶液标准系列，装入1.5 mL进样小瓶，待用。
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本文考察了安装双柱系统的岛津气质联用仪GCMS-QP2020分析水样中SVOCs和VOCs的表现。结果表明，安装双柱系统的GCMS-QP2020具有良好的重复性。在分析低浓度样品时，双柱系统灵敏度与单柱系统并无明显差异。因此，双柱系统完全可以满足分析SVOCs和VOCs的要求，且采用采用双柱系统，可无需更换色谱柱，即可在分析VOC和SVOC之间切换，可以节省购买维护仪器在经济和时间上的消耗。
GCMS双柱系统测定水质中的VOCs及SVOCs含量
Determination of VOCs and SVOCs in water by Twin Line GCMS System
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摘要: 本文利用岛津公司独有的GCMS双柱系统分析水质中的VOCs及SVOCs含量。结果表明，使用双柱系统分析VOCs和SVOCs在仪器表现上与单柱系统并无明显差异，而采用采用双柱系统，可无需更换色谱柱，即可在分析VOCs和SVOCs项目之间切换，使仪器的使用更加简便和高效。Abstract: This paper uses the Twin Line GCMS system of Shimadzu company to analyze the contents of VOCs and SVOCs in water. The results show that there is no significant difference between the Twin Line GCMS system and the normal GCMS system in the analysis of VOCs and SVOCs. However, the Twin Line GCMS system can switch between the analysis of VOCs and SVOCs without replacing the chromatographic column, making the use of the instrument more simple and efficient.
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Key words:
- twin line system /
- GCMS /
- water /
- VOCs /
- SVOCs
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图 1 2 ng·mL−1l VOCs（a）和100 ng·mL−1SVOCs（b）标准溶液TIC图
Figure 1. TIC of standard solution of VOCs（2 ng·mL−1）（a）and SVOCs（100 ng·mL−1）（b）
表 1 VOCs各组分保留时间及目标离子
Table 1. Retention time and Ions of VOCs
No. 化合物 保留时间/min 定量离子 参考离子 No. 化合物 保留时间/min 定量离子 参考离子 1 二氯二氟甲烷 4.065 85 87、50 19 四氯乙烯 14.028 95 130、132 2 氯甲烷 4.460 50 52、49 20 1,2-二氯丙烷 14.623 63 62、41 3 氯乙烯 4.759 62 64、61 21 二溴甲烷 14.824 93 174、95 4 溴甲烷 5.502 94 96、93 22 一溴二氯甲烷 15.189 83.00 85、47 5 氯乙烷 5.734 64 66、49 23 顺式-1,3-二氯丙烯 16.209 75.00 39、77 6 三氯氟甲烷 6.256 101 103、66 24 反式-1,3-二氯丙烯 17.579 75.00 39、77 7 1,1-二氯乙烯 7.311 61 96、98 25 1,1,2-三氯乙烷 18.092 97.00 83、99 8 二氯甲烷 8.270 49 84、86 26 四氯乙烯 18.356 166.00 129、164 9 反式-1,2-二氯乙烯 8.819 61 96、98 27 1,3-二氯丙烷 18.533 76.00 41、78 10 二氯乙烷 9.681 63 65、83 28 二溴一氯甲烷 19.140 129.00 127、131 11 顺式-1,2-二氯乙烯 10.810 61 96、98 29 1,2-二溴乙烷 19.521 107.00 109、93 12 2,2-二氯丙烷 10.840 77 41、79 30 1,1,1,2-四氯乙烷 21.327 131.00 133、117 13 溴氯甲烷 11.302 49 130、128 31 三溴甲烷 23.553 173.00 171、175 14 三氯甲烷 11.471 83 85、47 32 1,1,2,2-四氯乙烷 24.849 83.00 85、95 15 1,1,1-三氯乙烷 11.873 97 99、61 33 1,2,3-三氯丙烷 25.015 75.00 110、77 16 二氯丙烯 12.191 75 39、110 34 1,2-二溴-3-氯丙烷 30.030 75.00 157、155 17 四氯化碳 12.206 117 119、121 35 六氯-1,3-丁二烯 31.923 225.00 223、227 18 1,2-二氯乙烷 12.712 62 49、64 
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表 2 SVOCs各组分保留时间及目标离子
Table 2. Retention time and Ions of SVOCs
No. 化合物名称 保留时间/min 定量离子 参考离子 No. 化合物名称 保留时间/min 定量离子 参考离子 1 苯酚 9.340 94 66、65 27 邻硝基苯胺 16.137 138 65、92 2 2,2'-二氯乙醚 9.431 93 63、95 28 1,3-二硝基-2-甲基苯 16.753 165 89、63 3 2-氯苯酚 9.503 128 64、130 29 苊烯 16.806 152 151、150 4 1,3-二氯苯 9.806 146 148、111 30 苊 17.234 153 154、152 5 1,4-二氯苯 9.985 146 148、111 31 二苯并呋喃 17.664 168 139、169 6 1,2-二氯苯 10.329 146 148、111 32 1-甲基-2,4-二硝基苯 17.731 165 89、119 7 2-甲基苯酚 10.694 108 107、79 33 芴 18.493 166 165、164 8 2,2'-二氯异丙醚 10.694 121 77、107 34 4-氯二苯醚 18.555 204 141、77 9 亚硝基二丙胺 10.992 70 130、113 35 偶氮苯 18.936 77 105、182 10 对甲基苯酚 11.066 107 108、77 36 4-溴二苯醚 19.726 141 248、250 11 六氯乙烷 11.092 201 119、66 37 六氯苯 19.826 284 286、282 12 硝基苯 11.309 77 123、51 38 菲 20.800 178 176、152 13 异氟尔酮 11.899 82 138、54 39 蒽 20.926 178 176、179 14 2-硝基苯酚 12.065 139 65、109 40 咔唑 21.374 167 166、139 15 2,4-二甲基苯酚 12.290 107 122、121 41 荧蒽 23.690 202 200、101 16 双(2-氯乙氧基)甲烷 12.487 93 63、95 42 芘 24.217 202 200、101 17 2,4-二氯苯酚 12.663 162 164、63 43 邻苯二甲酸丁苄酯 25.995 149 91、206 18 1,2,4-三氯苯 12.820 180 182、145 44 苯并[a]蒽 27.151 228 226、229 19 萘 12.976 128 127、129 45 䓛 27.232 228 226、229 20 对氯苯胺 13.196 127 129、65 46 邻苯二甲酸二正辛酯 28.963 149 150、57 21 六氯-1,3-丁二烯 13.339 225 227、223 47 苯并[b]荧蒽 29.599 252 250、253 22 4-氯-3-甲基苯酚 14.448 107 142、77 48 苯并[k]荧蒽 29.657 252 250、253 23 2-甲基萘 14.661 142 141、115 49 苯并[a]芘 30.271 252 250、253 24 2,4,6-三氯苯酚 15.396 196 198、97 50 茚并[1,2,3-cd]芘 33.078 276 277、274 25 2,4,5-三氯苯酚 15.474 196 198、97 51 二苯并[a,h]蒽 33.145 278 276、139 26 2-氯萘 15.819 162 127、164 52 苯并[ghi]苝 33.861 276 138、274
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表 3 100 ng·mL−1 SVOCs各组分峰面积对比
Table 3. Comparison of peak area of each component of SVOCs in 100 ng·mL−1
No. 化合物 双柱峰响应 单柱峰响应 No. 化合物 双柱峰响应 单柱峰响应 1 苯酚 44933 56454 27 邻硝基苯胺 9551 13798 2 2,2'-二氯乙醚 31954 41970 28 1,3-二硝基-2-甲基苯 9841 9246 3 2-氯苯酚 38694 40871 29 苊烯 91311 93001 4 1,3-二氯苯 38967 41999 30 苊 60757 59249 5 1,4-二氯苯 40519 42690 31 二苯并呋喃 81432 78854 6 1,2-二氯苯 39476 40702 32 1-甲基-2,4-二硝基苯 7422 9666 7 2-甲基苯酚 31764 35345 33 芴 63067 62756 8 2,2'-二氯异丙醚 11975 11571 34 4-氯二苯醚 33478 33924 9 亚硝基二丙胺 22090 28337 35 偶氮苯 60536 70147 10 对甲基苯酚 35636 43527 36 4-溴二苯醚 15282 17455 11 六氯乙烷 10756 9117 37 六氯苯 25229 23341 12 硝基苯 24615 32466 38 菲 96056 93614 13 异氟尔酮 78483 70820 39 蒽 89837 92220 14 2-硝基苯酚 12973 11771 40 咔唑 155542 83317 15 2,4-二甲基苯酚 38150 40677 41 荧蒽 193660 107015 16 双(2-氯乙氧基)甲烷 41328 48983 42 芘 174193 111128 17 2,4-二氯苯酚 24647 26704 43 邻苯二甲酸丁苄酯 46321 37765 18 1,2,4-三氯苯 29240 29739 44 苯并[a]蒽 85402 106537 19 萘 100387 103623 45 䓛 107830 97038 20 对氯苯胺 19392 39992 46 邻苯二甲酸二正辛酯 137800 106522 21 六氯-1,3-丁二烯 14756 13829 47 苯并[b]荧蒽 9551 13798 22 4-氯-3-甲基苯酚 33041 35166 48 苯并[k]荧蒽 9841 9246 23 2-甲基萘 63283 66283 49 苯并[a]芘 91311 93001 24 2,4,6-三氯苯酚 12539 17282 50 茚并[1,2,3-cd]芘 60757 59249 25 2,4,5-三氯苯酚 15028 14570 51 二苯并[a,h]蒽 81432 78854 26 2-氯萘 62943 63387 52 苯并[ghi]苝 7422 9666
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[1] 张春雨. 固相萃取气相色谱-质谱法测定饮用水中半挥发性有机物 [J]. 中国卫生标准管理, 2021, 12(22): 22-25. doi: 10.3969/j.issn.1674-9316.2021.22.007 [2] 史芳. 饮用水中挥发性有机物的检测分析 [J]. 化工设计通讯, 2021, 1(47): 68-69. [3] 温永汉, 陈忆霞, 高绮倩, 等. GC-MS法测定陶瓷片密封水嘴用润滑油脂中58种SVOCs [J]. 广州化工, 2020, 12(24): 96-99. doi: 10.3969/j.issn.1001-9677.2020.24.032 -
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