⛽ 水中 BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）

理化 PN-EN ISO 11423-1

以顶空技术结合 GC-MS 或 GC-FID 检测测定水中的苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）。BTEX 是石油类污染的指示物。

概述

BTEX 是四种挥发性芳香烃的缩写：苯（B）、甲苯（T）、乙苯（E）和二甲苯（X — 邻、间、对位）。这些化合物是汽油、有机溶剂和石化原料的主要组分，是加油站、炼油厂、油库和石化企业周边地下水的常见污染物。

苯被列为 1 类致癌物（IARC），按波兰卫生部条例和欧盟指令，其在饮用水中的允许浓度为 1 µg/L。甲苯、乙苯和二甲苯毒性较低，但具有神经毒性和肝毒性。地下水中的允许浓度由波兰环境部关于地下水质量标准的条例规定。

顶空（HS）技术是将水样在密闭瓶中热平衡，随后抽取一部分气相（顶空）注入气相色谱仪。为提高灵敏度，可采用配 CAR/PDMS 或 DVB/CAR/PDMS 萃取头的顶空-固相微萃取（HS-SPME），将 LOD 降至 ng/L 水平。

GC-MS 检测可明确区分各 BTEX 异构体，GC-FID 则是例行测定中更简便、经济的替代方案。该方法快速（每样 15–30 min）、无需溶剂萃取、产生的废物极少。

方法原理

将水样（10 mL）置于密封顶空瓶（20 mL）中并加入 NaCl（3 g，盐析效应）。样品瓶在顶空模块中恒温（60–80°C，15–20 min），直至 BTEX 在液相和气相之间建立蒸气平衡。自动抽取一部分气相（1 mL）经加热针（110°C）注入 GC 毛细管柱（如 DB-624，20 m × 0,18 mm × 1,0 µm）。程序升温分离 BTEX 异构体：苯（Tr 约 3 min）、甲苯（约 5 min）、乙苯（约 7 min）、间/对二甲苯（约 7,5 min）、邻二甲苯（约 8 min）。检测：MS（m/z 78、91、106）或 FID。在 HS-SPME 技术中，萃取头（CAR/PDMS）在顶空中暴露（25°C，15 min）吸附分析物，随后在 GC 进样口热解吸（290°C，2 min）。

应用领域

• 燃料污染场地（加油站、油库）地下水监测
• 饮用水质量控制 — 苯最高 1 µg/L（波兰法律公报 2017 年第 2294 项）
• 工业废水检验（炼油厂、石化厂、喷漆车间）
• 燃料污染场地修复效果评估
• 石化企业周边地表水监测
• 水源保护区地下水控制
• 地下储罐（UST）渗漏识别

关键参数

标准

标准编号

PN-EN ISO 11423-1:2002

标准名称（波兰语）

Jakość wody — Oznaczanie benzenu i wybranych pochodnych — Część 1: Metoda analizy fazy nadpowierzchniowej (headspace) z detekcją GC-MS

标准名称（英语）

Water quality — Determination of benzene and some derivatives — Part 1: Headspace method with GC-MS detection

分步操作程序

1. 采样

   用 40 mL VOC 瓶采样，不留顶空。避免污染 — 不得使用塑料容器。4°C 保存，14 天内分析。

   🌡 温度: 4°C

2. 顶空瓶制备

   将 10 mL 样品转入 20 mL 顶空瓶。加 3 g NaCl（盐析效应）。加 10 µL 内标液（氟苯 10 mg/L）。立即用带 PTFE/丁基隔垫的压盖密封。

   ⏱ 时间: 3 min

3. 标准液配制

   BTEX 校准系列：0,1；0,5；1,0；5,0；10；50 µg/L，在含 NaCl 的水中配制。每份加内标。在顶空瓶中制备。

   ⏱ 时间: 15 min

4. 顶空模块恒温

   将样品瓶放入顶空自动进样器。恒温：80°C，平衡时间 15 min。加热针 110°C，传输线 120°C。

   ⏱ 时间: 15 min • 🌡 温度: 80°C

5. 进样至 GC 柱

   自动进样器抽取 1 mL 气相并注入 DB-624 柱。分流 1:10 或不分流（低浓度）。

   ⏱ 时间: 1 min

6. 色谱分离

   程序升温：40°C（1 min）→ 15°C/min → 120°C → 35°C/min → 200°C（1 min）。载气 He 1,0 mL/min。运行时间约 10 min。

   ⏱ 时间: 10 min

7. MS 检测

   SIM 模式：苯 m/z 78，甲苯 m/z 91+92，乙苯 m/z 91+106，二甲苯 m/z 91+106。或全扫描 m/z 35–200。

   ⏱ 时间: 持续

8. HS-SPME（超低浓度备选）

   将 CAR/PDMS 萃取头在瓶内顶空中暴露（25°C，15 min，不搅拌）。在 GC 进样口解吸（290°C，2 min）。

   ⏱ 时间: 17 min

9. 计算

   用内标法计算 BTEX 浓度：c =（A_分析物/A_内标）×（c_内标/RF）。结果以 µg/L 表示。

   ⏱ 时间: 5 min

10. 质量控制

    空白 < LOD，加标（回收率 80–120%），平行样（RPD < 20%）。每 10 个样品测一次质控标准 — 偏差最大 ±20%。

    ⏱ 时间: 10 min

所需设备与仪器

试剂、培养基与耗材

职业健康与安全

• 苯 — 1 类致癌物（IARC），只能在带排风的通风柜中操作！
• 甲苯、乙苯、二甲苯 — 有神经毒性和刺激性，避免吸入蒸气
• 甲醇 — 有毒、易燃，须戴丁腈手套和护目镜
• 加油站样品 — BTEX 浓度可能很高，须在通风柜中开瓶
• BTEX 标准废液须收集于非卤代有机废物容器
• 气瓶（He）须固定防倾倒

常见问题