顶空固相微萃取测定废水中痕量挥发性烷基硫化物

顶空固相微萃取_气相色谱_质谱法测定废水中痕量挥发性烷基硫化物

摘　要　建立了顶空固相微萃取(HS2SPME)和气相色谱/质谱(GC /MS)联用测定人工湿地废水中的痕量挥发性烷基硫化物的方法。针对废水中两种主要的挥发性烷基硫化物(二甲基硫、二甲基二硫) ,详细研究了萃取纤维头的种类、萃取时间、萃取温度、pH值、离子强度、样品量及解析条件对HS2SPME的影响。载气为高纯氦气,流速为1. 0 mL /min,色谱柱为DB25 ms毛细管柱( 0. 25 μm, 30 m ×0. 32 mm) ,柱温: 25 ℃ ( 5 min)5 ℃/min40 ℃ (1 min)15 ℃/min260 ℃ (5 min) ;在优化的实验条件下,本法测定二甲基硫及二甲基二硫的线性范围分别为10～10000 ng/L和1～10000 ng/L;检出限(3σ)分别为1. 9 ng/L和1. 8 ng/L;相对标准偏差小于10%;回收率分别为81. 0% ～94. 6%和84. 0%～100. 9%。用二乙基硫为内标物质,将本法用于人工湿地废水中主要的烷基硫化物二甲基硫和二甲基二硫的测定,获得满意结果。
关键词　顶空固相微萃取,气相色谱2质谱法,挥发性烷基硫化物,环境分析

城市生活污水和工业废水中含有大量引起水体恶臭的挥发性物质,其中,硫化物为最主要的恶臭物
质,仅次于含氮化合物和有机氧化物。控制城市污水处理系统所散发出的恶臭已经成为废水处理的焦点问题[ 1 ] 。二甲基硫( dimethylsulfide,DMS)和二甲基二硫( dimethyl disulfide,DMS)是废水中最常见的两种挥发性烷基硫化物,以DMS为主[ 2, 3 ] ,其嗅阈值很低,仅为0. 12μg/L[ 4 ] 。因此,寻求控制低浓度挥发性烷基硫化物的简便方法势在必行。人工湿地污水处理技术的应用和发展,为解决上述问题提供了一条新途径。人工湿地是一个完整的生态系统,具有高效、投资低、出水水质好、抗冲击能力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等优点[ 5, 6 ] 。但在绝大多数研究中,人们主要关注人工湿地对常规有机污染物如化学需氧量(COD)及生物化学需氧量(BOD)的去除[ 6, 7 ] ,而对人工湿地运行过程中有机物降解中间产物尤其是挥发性烷基硫化物的研究很少[ 8, 9 ] ,系统分析研究人工湿地处理过程中有机物降解中间产物对于进一步提高人工湿地的处理效能是至关重要的。因此,寻找一种方便、快捷、准确的测定挥发性烷基硫化物的方法,是探究人工湿地处理机理及改善其处理效能的基础。
    挥发性烷基硫化物的测定方法主要采用气相色谱分离(脉冲)火焰光度或质谱检测[ 10～14 ] 。采用的前处理方法主要有液液萃取法、吸附富集法、气提2冷阱捕集法和顶空分析法等[ 3, 11～14 ] 。固相微萃取( SPME)是1989年由加拿大学者Pawliszyn等提出的在固相萃取的基础上发展起来的新颖的萃取技术[ 15 ] ,已用于环境样品中异味化合物及其它有机物的分析[ 16～19 ] 。SPME对有机物具有较高的选择性,特别适用于痕量物质的分析,尤其是高挥发性物质[ 20 ] 。SPME已用于挥发性烷基硫化物的分析,但主要集中在海洋环境中二甲基硫的分析测定[ 14, 21, 22 ] 。对废水处理中二甲基硫及二甲基二硫同时测定的研究很少[ 2 ] 。本实验采用顶空固相微萃取(HS2SPME)技术及气相色谱/质谱联用技术( GC /MS) ,探讨在适用于人工湿地废水处理中,痕量挥发性烷基硫化物二甲基硫及二甲基二硫同时测定的简便方法,为进一步研究烷基硫化物在人工湿地废水处理中的迁移转化及其影响因素奠定基础。