王 雪，孫陽洋，章巧林

（浙江中一檢測研究院股份有限公司，浙江 寧波 315040）

有機胺類化合物，如異丙胺、二異丙胺、正丁胺、正辛胺等，作為原料或中間產物在合成橡膠、合成纖維和樹脂、農藥、有機染料、醫(yī)藥化工等行業(yè)中被廣泛應用［1-3］。因此，在相關企業(yè)排放的廢氣和廢水中常被檢出。有機胺類化合物大多具有高毒性、持久性、遷移性和生物蓄積性等特點，對環(huán)境和公共健康產生不利影響。部分有機胺對人體的眼睛、皮膚、黏膜等刺激較大，對人體健康存在危害。土壤中有機胺類化合物的存在，可能是其通過工業(yè)廢水排放以及大氣沉降、地表徑流和滲漏等途徑進入到土壤和沉積物環(huán)境中所導致。有機胺類化合物污染已成為一個不可忽視的環(huán)境問題，如何有效確認環(huán)境中有機胺類化合物的種類和含量，是當前急需解決的問題。

目前對于水、空氣中的有機胺類化合物的檢測方法基本為氣相色譜法［4-8］、離子色譜法［9］等。土壤中有機胺類化合物的檢測主要以苯胺類為主，脂肪胺（如異丙胺、二異丙胺、正丁胺、正辛胺等）的檢測方法還較少有相關文獻報道。

本工作參考《土壤和沉積物 揮發(fā)性有機物的測定 頂空/氣相色譜法》（HJ 741—2015）［10］及其他相關文獻資料，建立了一種采用頂空-氣相色譜法測定土壤中異丙胺、二異丙胺、正丁胺、正辛胺4種有機胺類化合物的方法，以期為土壤中有機胺類化合物的檢測提供參考。

1 實驗部分

1.1 試劑、材料和儀器

異丙胺，純度大于等于99.0%；正丁胺，純度大于等于99.0%；二異丙胺，純度大于等于99.0%；正辛胺，純度大于等于99.0%；甲醇，色譜純；氯化鈉，優(yōu)級純；石英砂，分析純；氨水，ρ（NH3·H2O）為0.91 g/mL；氮氣，純度大于等于99.999%；氫氣，純度大于等于99.999%；空氣，經硅膠除濕和脫烴管除烴；超純水。

胺類混合標準溶液：移取適量甲醇于25 mL容量瓶中，依次稱取異丙胺0.051 4 g、正丁胺0.020 3 g、二異丙胺0.005 3 g、正辛胺0.012 8 g，用甲醇定容至刻度線，搖勻。根據(jù)藥品純度折算，得到混合標準溶液中含異丙胺2 036 mg/L、正丁胺804 mg/L、二異丙胺208 mg/L、正辛胺508 mg/L。

飽和氯化鈉溶液：用氯化鈉和超純水配制成飽和溶液。

7890B型氣相色譜儀，Agilent公司，配FID檢測器；CP-Volamine型色譜柱，30 m×320 μm，Agilent公司；7697A型頂空進樣器，Agilent公司；BSA224S型電子天平，賽多利斯公司；ZHC-S型往復式振蕩器，可固定頂空瓶，中環(huán)北方（北京）環(huán)?？萍加邢薰?；頂空瓶，22 mL玻璃瓶，具密封墊（聚四氟乙烯）、密封蓋（一次性壓蓋），Agilent公司；樣品瓶，60 mL棕色廣口玻璃瓶，Agilent公司。

1.2 樣品采集

按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ/T 166—2004）［11］的相關規(guī)定進行土壤樣品的采集和保存，樣品采集工具使用前應經凈化處理，樣品應盡快采集到樣品瓶中并填滿，快速清除掉樣品瓶螺紋及外表面上黏附的樣品，密封樣品瓶，貼上標簽，置于便攜式冷藏箱內，帶回實驗室及時分析。若不能及時分析，樣品應在無有機物干擾的4 ℃以下環(huán)境中密封保存。

1.3 樣品檢測

取出樣品瓶，待恢復至室溫后稱取2.0 g樣品于頂空瓶中，迅速加入10.0 mL飽和氯化鈉溶液、100.0 μL氨水，立即密封，置于往復式振蕩器上以2.5 Hz的頻率振蕩10 min，放入頂空進樣器中平衡30 min，取1.0 mL注入氣相色譜儀中進行分析。

頂空進樣器條件：加熱箱溫度（平衡溫度）80℃，定量環(huán)溫度180 ℃，傳輸線溫度190 ℃，頂空瓶平衡時間30 min，進樣持續(xù)時間1.0 min，進樣體積1.0 mL。

氣相色譜儀條件：進樣口溫度200 ℃；分流進樣，分流比20∶1；毛細管柱，CP-Volamine型；色譜柱流量3 mL/min；柱箱初始溫度60 ℃，保持時間4 min，升溫速率20 ℃/min，終止溫度200 ℃，保持時間7 min；FID檢測器，檢測器溫度200 ℃；空氣流量400 mL/min；氫氣流量40 mL/min；氮氣流量30 mL/min。

2 結果與討論

2.1 頂空體系的優(yōu)化

頂空法對土壤樣品進行檢測，添加一定量的氯化鈉溶液，有利于抑制樣品生物降解和提高頂空法的效率。因此，以下實驗均是在添加飽和氯化鈉溶液的條件下進行。準備試驗用頂空瓶，依次向頂空瓶中加入2.0 g石英砂、10.0 mL飽和氯化鈉溶液、40.0 μL胺類混合標準溶液，在往復式振蕩器上以2.5 Hz的頻率振蕩10 min后待測。

2.1.1 平衡溫度

在其他條件不變的情況下，設置平衡溫度分別為60，70，80，90 ℃，測定胺類混合標準溶液，得到響應值（峰面積）與平衡溫度的關系，見圖1。隨著平衡溫度的升高，頂空氣體的濃度增加，響應值隨之增大。平衡溫度的影響程度因組分不同而異，待測組分的沸點越低，對溫度越敏感。在60～80 ℃，異丙胺、正丁胺、二異丙胺、正辛胺的響應值隨平衡溫度的升高有明顯提高；在80～90 ℃，異丙胺、正丁胺的響應值隨平衡溫度的升高出現(xiàn)下降，二異丙胺、正辛胺的響應值則變化不明顯。綜上可知，有機胺類化合物的響應值于80 ℃時達到較高水平。此外，頂空加熱至85 ℃后會有大量水氣進入氣相，對氣相成分產生影響，且頂空瓶的壓力較大，易造成爆破。綜合考慮，選擇80 ℃作為頂空平衡溫度進行后續(xù)實驗。

圖1 平衡溫度對響應值的影響

2.1.2 平衡時間

平衡時間取決于被測組分分子從樣品基質到氣相的擴散速率，與分子大小、介質黏度及溫度有關。在其他條件不變的情況下，設置平衡時間分別為20，30，40，50 min，測定胺類混合標準溶液，考察平衡時間對響應值的影響，結果見圖2。頂空平衡時間大于等于30 min時各組分均有良好的響應值，在30～50 min范圍內各物質的響應值均沒有明顯變化。因此，確定平衡時間為30 min進行后續(xù)實驗。

圖2 平衡時間對響應值的影響

2.1.3 氨水加入量

異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺屬于堿性物質，選用的CP-Volamine型色譜柱屬于堿改性的非極性柱。實驗發(fā)現(xiàn)，在頂空瓶內加入一定量的氨水可有效降低異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺在CP-Volamine型色譜柱上的吸附，改善色譜峰形，且可顯著提升目標物在檢測器上的響應，提高方法靈敏度。因此，本方法在選用CP-Volamine型柱檢測時，加入了一定量的氨水。在其他條件不變的情況下，考察了分別加入50.0，100.0，150.0，200.0 μL氨水時儀器響應值的變化，結果見圖3。氨水加入量從50.0 μL增至100.0 μL時，隨著氨水加入量的增加，儀器響應值明顯增大；當氨水加入量超過100.0 μL后，繼續(xù)增加氨水加入量，響應值增大不明顯。因此，選擇氨水加入量為100.0 μL進行后續(xù)實驗。

圖3 氨水加入量對響應值的影響

2.2 色譜柱的選擇

實驗比較了DB-1（60 m×0.32 mm×1.0 μm）、DB-624（60 m×0.32 mm×1.4 μm）、CP-Volamine（30 m×320 μm）型色譜柱對胺類混合標準溶液的分離效果。DB-1型和DB-624型色譜柱分別屬于非極性和中等極性的色譜柱，且兩者均未經過堿化處理。實驗發(fā)現(xiàn)異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺在這兩種類型的柱子上拖尾非常嚴重，無法得到正常的色譜峰形。CP-Volamine型屬于堿性非極性柱，在CP-Volamine柱上，異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺能夠得到有效分離（見圖4），且色譜柱性質穩(wěn)定、重現(xiàn)性很好。因此，本實驗選擇CPVolamine型色譜柱進行分析。

圖4 CP-Volamine型色譜柱的GC譜圖

2.3 方法的建立和評價

2.3.1 標準曲線

取7個頂空瓶，依次加入2.0 g石英砂，10.0 mL飽和氯化鈉溶液，不同體積的胺類混合標準溶液（0，10.0，20.0，40.0，60.0，80.0，100.0 μL），100.0 μL氨水，配制成標準系列后，在往復式振蕩器上以2.5 Hz的頻率振蕩10 min，按照本實驗最優(yōu)儀器條件操作，以各物質含量（μg）為橫坐標、峰面積為縱坐標進行擬合，得到異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺的標準曲線回歸方程，如表1所示。由表1可見，本實驗條件下，異丙胺、二異丙胺、正丁胺、正辛胺濃度與峰面積呈良好線性關系（R2≥0.999）。

表1 標準曲線回歸方程

繪制標準曲線，平行測定6次標準曲線的最低點、中間點、最高點3個濃度點及一個高于曲線最高濃度點2倍的濃度，由4個濃度的精密度可知，2倍最高點的相對標準偏差為14%～36%，不符合精密度要求。此外，正辛胺在2倍最高點濃度時在色譜儀上產生記憶效應，對定性和定量產生干擾。綜上，本實驗中胺類標準曲線線性范圍選擇上述濃度。

2.3.2 檢出限

按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術導則》（HJ 168—2020）［12］給出的方法確定檢出限。分別稱取約2.0 g石英砂加入到7個頂空瓶中，向石英砂中加入15.0 μL胺類混合標準溶液，迅速加入10.0 mL飽和氯化鈉溶液、100.0 μL氨水，立即密封。在往復式振蕩器上以2.5 Hz的頻率振蕩10 min，上機檢測。根據(jù)檢測結果計算得到土壤中異丙胺、正丁胺、二異丙胺、正辛胺的檢出限分別為2，0.9，0.2，0.9 mg/kg。

2.3.3 準確度和精密度

按照HJ 168—2020中規(guī)定選擇高（校準曲線線性范圍上限90%的含量）、中（校準曲線中間點附近的含量）、低（測定下限附近的含量）3個濃度進行測試。取18個頂空瓶，分成3組，分別稱取約2 g石英砂加入到各頂空瓶中，向每組頂空瓶中分別加入10.0，50.0，90.0 μL胺類混合標準溶液，迅速加入10.0 mL飽和氯化鈉溶液、100.0 μL氨水，立即密封。在往復式振蕩器上以2.5 Hz的頻率振蕩10 min，上機檢測。根據(jù)檢測結果計算異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺每組6次結果的平均回收率和回收結果的相對標準偏差（RSD）（見表2），分別為81.3%～96.1%、80.7%～94.7%、68.0%～93.2%和93.8%～104%，以及3.9%～8.9%、4.2%～7.8%、7.6%～13%和5.9%～14%。

表2 加標回收實驗結果（n=6）

2.4 實際樣品的測定

對浙江某化工企業(yè)拆遷地塊進行取樣測定，同時進行基體加標試驗。取18個頂空瓶，分成3組，分別稱取約2.0 g已知濃度的土壤樣品加入到各頂空瓶中，向每組頂空瓶中分別加入15.0，30.0，50.0 μL胺類混合標準溶液，迅速加入10.0 mL飽和氯化鈉溶液、100.0 μL氨水，立即密封。在往復式振蕩器上以2.5 Hz的頻率振蕩10 min，上機檢測。根據(jù)檢測結果計算異丙胺、正丁胺、二異丙胺和正辛胺每組6次結果的平均回收率和回收結果的RSD（見表3），分別為71.5%～84.6%、70.3%～84.4%、59.6%～80.1%和73.0%～88.5%，以及3.8%～8.0%、4.3%～8.5%、7.5%～14%和7.8%～14%。

表3 實際樣品的加標回收實驗結果（n=6）

本實驗采用的是某化工企業(yè)土壤樣品，該企業(yè)生產有機胺、醫(yī)藥化工等多種產品，土壤基質較為復雜；并且，本實驗采用新鮮土壤樣品，均勻性較差。這些因素可能是導致實際樣品加標回收率較空白樣品低的原因。

3 結論

a）建立了一種頂空-氣相色譜法測定土壤中異丙胺、二異丙胺、正丁胺、正辛胺的方法，該方法檢出限低、操作方便、準確度和精密度可靠，可滿足測定要求。

b）頂空體系的優(yōu)化條件為：平衡溫度80 ℃，平衡時間30 min，氨水加入量100.0 μL。氣相色譜選擇CP-Volamine型色譜柱進行分析。

c）頂空-氣相色譜法測定土壤中的異丙胺、正丁胺、二異丙胺、正辛胺的檢出限分別為2，0.9，0.2，0.9 mg/kg；空白加標回收率分別為81.3%～96.1%、80.7%～94.7%、68.0%～93.2%和93.8%～104%，RSD分別為3.9%～8.9%、4.2%～7.8%、7.6%～13%和5.9%～14%；基體加標回收率分別為71.5%～84.6%，70.3%～84.4%，59.6%～80.1%，7 3.0%～8 8.5%，R S D 分別為3.8%～8.0%，4.3%～8.5%，7.5%～14%，7.8%～14%。