气相色谱法测定废水中6种挥发性脂肪酸含量

第２８卷第３期２０１４年６月

能源环境保护

ＥｎｅｒｇｙＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

Ｖ０１．２Ｓ，Ｓｏ．３

Ｊａｎ．，２０１４

气相色谱法测定废水中６种挥发性

脂肪酸含量

顾福权１，徐红娟１，柳展飞２，陈罡１，滕飞１

（１．绍兴市水环境科学研究院有限公司，浙江绍兴３１２０００；２．杭州市萧山区环境保护局，

杭州萧山３１１２０１）

摘要：挥发性脂肪酸（ＶＦＡ）是厌氧消化过程的重要中问产物，在反应器运行中，出水ＶＦＡ用作重要的控制指标。通过色谱条件探索将各种脂肪酸分离．同时研究了水样酸碱度，吸附等对测定的影响，进一步优化了废水中挥发性脂肪酸的测定。方法的检出限在０．９９～

１．７７

ｍｇ／Ｌ，回收率在９０．９％～１０２．７％－之－间，相对标准差（ｎ＝５）在１．３％一３．８％之间。

关键词：气相色谱；废水；挥发性脂肪酸中图分类号：Ｘ８２０；０６５７．７＋ｌ文献标识码：Ａ

文章编号：１００６—８７５９（２０１４）０３—００６２—０３

ＣＯＮＴＥＮＴｏＦ６ＶｏＬＡＴＩＬＥＦＡＴＴＹ

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２．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＶＦＡｉｓｉｎｄｅｘｄｕｒｉｎｇ

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ｆｏｒｍ１．３％－３．８％．

Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ＶＦＡ

引言

挥发性脂肪酸（ＶＦＡ）是厌氧消化过程中的重要中间产物。有机物质厌氧消化酸化阶段的主要产物就是挥发酸。甲烷菌主要利用挥发酸形成甲烷。酸化过程对挥发酸的监测可以很好的了解有机物质的降解进程。可以反映出甲烷菌的活跃程度或反应器的运行情况，较高的挥发酸浓度不仅对甲烷菌有抑制作用，对有机物质的降解也有反馈抑制作用，能强烈地影响生物营养物质（氮和

磷）的去除过程【１’２１。所以，在厌氧消化中，挥发酸是一个非常重要的监测指标［３１。目前在使用有滴定法，分光光度法和气相色谱法。但滴定法和分光光度法都只能测定总量，并且干扰因素比较多，不利于精确分析［４，５１；国内报道气相直接测定挥发酸水溶液需３０

ｍｉｎ测一个样，否则结果不准确㈣。使

用合适的气相色谱毛细管柱，优化条件后在１３ｍｉｎ内可以对每种脂肪酸进行有效分离且定量准确度和精密度均较好。

１试验部分

收稿日期：２０１４—０３—０５

１。１仪器与试剂

万方数据

顾福权等气相色谱法测定废水中６种挥发性脂肪酸含量

安捷伦６８９０气相色谱仪（氢火焰检测器），色谱柱（ＤＢ—ＦＦＡＰ３０ｍｘＯ．２５ｍｍｘ０．２５斗ｍ）。

乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸、戊酸（纯物质ｃｈｅｍｓｅｒｖｉｃｅ）、甲酸和硫酸。１．２试验步骤１．２．１标准样品制备

各称取１．００００ｇ标准物质．用５％的甲酸纯水溶液定容到１００ｍＬ容量瓶中，混匀，得标准储备液（１００００ｍｇ／Ｌ），该储备液在冰箱中可保存１ａ。临用时，稀释制备１０００ｍｇ／Ｌ的标准使用液，分别取０．５，１．０，３．０，６．０，１０．０ｍＬ使用液到１００ｍＬ容量瓶中．定容混匀。该曲线浓度分别为

５，１０，３０，６０，１００

・６３・

２．２色谱检测拖尾问题

挥发酸由于其强极性，容易产生拖尾。要消除拖尾，一是要选择合适的极性柱（如ＤＢ—ＦＦＡＰ），二是采用程序升温法。采用极性柱能将挥发酸系列分离开来，采用程序升温，能减少甚至消除拖尾。按照目前的方法和选用的柱子，除丙酸有一些拖尾外，其余物质均无明显拖尾。方法中７个挥发性脂肪酸标准样品的气相色谱测定如图２所示。

Ｄ∥’叭仪州洲删

４５

４０・

异酸

３５・

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落

ｍｇ／Ｌ。定量分析采用外标法。

３０・

１．２．２仪器工作条件

２５・

进样口温度２５００Ｃ；柱温初始８０℃，保持５

２０・

ｍｉｎ，以１００Ｃ／ｍｉｎ的速率升温，最终达到２２００Ｃ，保

１５，

持３ｍｉｎ；检测器温度为２７００Ｃ；载气流速为１．５

１０‘

富

ｍｌ／ｍｉｎ；进样量为２¨Ｌ分流比２０：１。

０

２

２结果和讨论

２．１样品ｐＨ调节对测定结果影响

一般来说，碳原子数在１０以下的脂肪酸大部分具有挥发性，在测定中需控制ｐＨ保证测定准确性。必须用硫酸６ｍｏｌ／Ｌ调节每个样ｐＨ值降至３．５以下。有研究表明ｐＨ在４以上，由于挥发酸的解离度增大，各脂肪酸的测定值将迅速降低［９１。

以１００

２．３吸附和残留影响

挥发性脂肪酸是一种易吸附物质。在实际检测中选择纯甲酸作为吸附占据剂，因为甲酸的吸附性优于其他挥发性脂肪酸，并且在气相色谱ＦＩＤ检测器上的响应几乎没有。在标准配制和样品处理阶段必须加人甲酸控制色谱柱和容器对目标挥发性脂肪酸的吸附。在标准配制中使用５％的甲酸溶液作为稀释用水，在样品处理阶段在离心完成后。先取０．１５ｍｌ甲酸再取３ＩＩｌｌ上清液混匀测定。在测定完成后，反复测定５％甲酸水溶液，清洗进样针和色谱柱，否则容易造成进样针堵塞和毛细管柱污染。由于分流衬管污染无法避免，建议定期更换。

２．４标准曲线及检出限

按试验方法对６中挥发性脂肪酸混合标准溶液进行测定，６种挥发性脂肪酸的质量浓度在

０．５～１００

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二加

碱叫＿二¨Ｕ一

一

一

ｍｇＣＬ乙酸水溶液为例，在不同的ｐＨ情况

下测定其实际浓度，测定结果见图１所示。从图中可以看出当溶液的ｐＨ到达３以上．乙酸水溶液中的乙酸将迅速解离，当溶液的ｐＨ到达６以上。乙酸水溶液中的乙酸几乎完全解离。所以在实际测定中必须对每个样品进行ｐＨ值测定和控制。

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ｍＣＬ线性范围内与其峰面积呈线性关

系，其线性回归方程、相关系数和检出限（１０Ｓ／Ｎ）见表１。

２．５方法的精密度和回收率

按试验方法对高、低２种不同浓度的废水加标，进行回收率和精密度测定，结果见表２。

由表２可以看出：该方法的加标回收率在

．∑∑一，

万方数据

．６４．

能源环境保护

酸浓度为１１．３ｍｇ／Ｌ，其余未检出。

第２８卷第３期

９０．９％～１０２．７％之间，相对标准差在１３％～３．８％之间。

表１＃线性回归方程、相关系数和检出限

３结论

使用气相色谱法测定挥发性脂肪酸简单、方便、有效。选用ＤＢ—ＦＦＡＰ柱对各种物质可以较好的分离，消除了拖尾带来的不良影响。方法线性较好，检出限、准确度和精密度均能满足检测要求。

参考文献

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【４］任南琪，王爱杰．厌氧生物技术原理与应用【Ｍ】．北京：化学工

２．６样品的测定

取样品７ｍＬ加入２滴６ｍｏｌ／Ｌ硫酸使ｐＨ值降至３．０左右（用ｐＨ试纸粗测），在离心机上６０００ｒ／ｍｉｎ离心２５ｍｉｎ．取上层透明清液３ｍＬ，加入０．１５ｍＬ浓甲酸，最终ｐＨ值为２．０左右（控制在３．０以下）。取水样在气相色谱上测定。

选取绍兴市水环境科学研究院有限公司污水生物处理工艺评价指标及检测方法的研究课题样品进行测定，ＡＢＲ进水乙酸浓度为１６９．９ｍｇ，Ｌ，丙

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业出版社．２００４：３１４—３１５．

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一，Ｊ

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煤炭工业技术委员会矿区环境保护专家委员会、中国煤炭学会环境保护专业委员会２０１４年学术研讨会征文通知已刊登在《能源环境保护》刊物２０１４年第二期上，请各位专家、委员按通知要求及征文

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内容尽快落实文章，也可动员有关人员撰写，会议时间、地点另行通

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万方数据

气相色谱法测定废水中6种挥发性脂肪酸含量

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

顾福权， 徐红娟， 柳展飞， 陈罡， 滕飞， GU Fu-quan， XU Hong-juan， LIU Zhan-fei， CHEN Gang， TENG Fei

顾福权,徐红娟,陈罡,滕飞,GU Fu-quan,XU Hong-juan,CHEN Gang,TENG Fei(绍兴市水环境科学研究院有限公司,浙江绍兴,312000)， 柳展飞,LIU Zhan-fei(杭州市萧山区环境保护局,杭州萧山,311201)能源环境保护

Energy Environmental Protection2014,28(3)

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