Determinação de BTEX em Água por Cromatógrafo a Gás Wayeal GC6100

A determinação de BTEX em água foi realizada utilizando um cromatógrafo a gás Anhui Instrument GC6100 configurado com um detector de ionização por chama (FID) e um amostrador headspace, de acordo com o método padrão "Qualidade da Água—Determinação de Homólogos do Benzeno—Headspace/Cromatografia a Gás" (HJ 1067-2019).

Palavras-chave: BTEX, headspace, cromatógrafo a gás, detector FID, água.

1. Método Experimental

1.1 Configuração do Instrumento

Tabela 1 Lista de Configuração do Sistema de Cromatografia a Gás

1.2 Material e Equipamento Experimental

Solução estoque padrão de 8 BTEX em metanol (1000μg/mL): Preparada a partir de um material de referência certificado comercialmente obtido. Armazenada selada e protegida da luz em temperaturas abaixo de 4°C.

Solução padrão de trabalho de 8 BTEX em metanol (50μg/mL): Pipetar 500μL da solução estoque padrão foi diluído para 10mL com água. Esta solução foi preparada fresca antes do uso.

Metanol: Grau Cromatográfico

Cloreto de sódio: GR (Aquecer a 500°C - 550°C por 2 horas antes do uso. Resfriar à temperatura ambiente e armazenar em um dessecador).

Gás de arraste: Nitrogênio de alta pureza

Gerador de hidrogênio

Gerador de ar

Amostrador Headspace Totalmente Automatizado com uma precisão de controle de temperatura de ±1°C.

Frascos Headspace: Frascos headspace de vidro (20mL).

1.3 Condições de Teste

1.3.1 Condições de Referência do Amostrador Headspace

Temperatura de aquecimento: 80°C

Tempo de aquecimento: 30min

Temperatura da válvula de injeção: 100°C

Temperatura da linha de transferência: 100°C

Volume de injeção: 1,0mL (alça de amostra)

1.3.2 Condições de Referência da Cromatografia a Gás

Coluna: Coluna capilar de cera, 30m×0,32 mm×0,5μm

Programação de temperatura: 40°C (manter por 5 min) → 5°C/min → 90°C (manter por 5 min)

Vazão da coluna: 2mL/min

Temperatura do injetor: 200℃

Temperatura do detector: 250°C

Vazão de ar: 300mL/min

Vazão de hidrogênio: 40mL/min

Vazão de reposição: 25 mL/min

Injeção split: razão split 10:1

1.4 Preparação da solução

1.4.1 Padrões de Calibração Linear de BTEX

Preparação dos padrões de calibração: Adicionar 3g de cloreto de sódio a cada um dos sete frascos headspace com antecedência. Em seguida, adicionar sequencialmente 10,0mL, 10,0mL, 10,0mL, 9,8mL, 9,6mL, 9,2mL e 7,6mL de água, seguido pela adição sequencial de 5,00μL, 20,0μL, 50,0μL, 0,20mL, 0,40mL, 0,80mL e 2,40mL da solução padrão de trabalho usando pipeta. Isso prepara uma série padrão com concentrações do composto alvo de 0,025mg/L, 0,100mg/L, 0,250mg/L, 1,00mg/L, 2mg/L, 4mg/L e 12mg/.

1.4.2 Padrão LOD de BTEX (0,025μg/mL)

Pipetar um volume apropriado da solução padrão de trabalho de BTEX (50μg/mL) e diluí-la com água para preparar um padrão LOD a uma concentração de 0,025μg/mL.

2. Resultado e Discussão

2.1 Análise Qualitativa por Comparação Padrão

Fig 1 Cromatograma em Branco

Fig 2 Cromatograma da Solução Padrão de BTEX (1μg/mL)

Tabela 2 Parâmetros de Cromatografia da Solução Padrão de BTEX (1μg/mL)

Nota: Como mostrado no cromatograma acima, a resolução entre todos os componentes BTEX foi maior que 1,5, o que atende aos requisitos para fins analíticos.

2.2 Linearidade

Fig 3 Curva Padrão de BTEX e Coeficiente de Correlação

Nota: As concentrações das curvas padrão de trabalho para análise de BTEX neste teste são 0,025μg/mL、0,100μg/mL、0,250μg/mL、1,00μg/mL、2μg/mL、4μg/mL、12μg/mL. Todos os componentes da solução padrão de BTEX demonstraram excelente linearidade, com coeficientes de correlação (R) maiores que 0,999, atendendo aos requisitos para aplicações analíticas.

2.3 Precisão

Fig 4 Cromatograma da Solução Padrão de BTEX (0,025μg/mL)

Fig 5 Cromatograma da Solução Padrão de BTEX (2μg/mL)

Fig 6 Cromatograma da Solução Padrão de BTEX (10μg/mL)

Tabela 3 Resultados de Precisão para BTEX em Água

Nota: Seis determinações replicadas foram realizadas em amostras padrão mistas de BTEX em níveis de concentração de 0,025μg/mL, 2μg/mL e 10μg/mL. Os desvios padrão relativos (RSDs) obtidos foram 0–3,9%, 1,1–2,5% e 1,4–2,2%, respectivamente. Os desvios relativos dos picos cromatográficos para todos os compostos estavam em conformidade com os requisitos padrão.

2.4 Limite de Detecção

Fig 7 Cromatograma do Padrão LOD de BTEX (0,025μg/mL)

Tabela 4 LOD e LOQ para Cada Composto BTEX

A solução padrão de BTEX (0,025 μg/mL) foi injetada repetidamente por 8 vezes. Com base no cálculo, quando o volume da amostra é de 10,0 mL, o LOD deste método varia de 1μg/L a 2μg/L, e o LOQ varia de 4μg/L a 8μg/L, o que está em conformidade com os requisitos padrão.

2.5 Teste de Amostra

Fig 8 Cromatograma da Amostra de Água Superficial

3g de cloreto de sódio foram pré-adicionados a um frasco headspace. Em seguida, pipetar 10mL da amostra de água superficial no frasco, que foi imediatamente selado e agitado suavemente para misturar. Após a análise, BTEX não foram detectados na amostra de água superficial.

2.6 Teste de Recuperação de Adição

Fig 9 Cromatograma da Amostra de Água Superficial Adicionada

Tabela 5 Recuperação de Adição de Água Superficial

Uma amostra de água superficial adicionada de 0,5μg/mL foi analisada em seis réplicas, resultando em uma faixa de recuperação de adição de 99,0% a 107,4%.

3. Conclusão

A análise foi realizada utilizando um cromatógrafo a gás Wayeal GC6100 equipado com um detector de ionização por chama (FID) e um amostrador automático headspace para a determinação de BTEX em água. Os resultados experimentais demonstraram que a resolução entre todos os picos dos componentes BTEX excedeu 1,5, atendendo aos requisitos para aplicações analíticas. A curva padrão de trabalho para BTEX, cobrindo uma faixa de concentração de 0,025-12μg/mL, mostrou excelente linearidade com coeficientes de correlação (R) maiores que 0,999, atendendo aos requisitos para aplicações analíticas. Todos os parâmetros de validação—incluindo precisão, LOD, LOQ e resultados de recuperação de adição—estavam em conformidade com as especificações padrão, confirmando a adequação do método para a determinação confiável de BTEX em amostras de água.