香精香料工廠污水中有哪些成分？

概述

隨著人們生活水平的提高，香精香料被大量用在化妝品、香水、洗滌用品、除味劑、牙膏、食品飲料、藥品等產品中。香精香料在人們的生活中越來越密不可分。但香精生產過程中會產生一定量的廢水，這類廢水里面可能有香料、降解物、衍生物等，成分非常復雜。里面有各種醇、醛、酸、酯、酚、雜環化合物等。

香精廠的污水和別的化工廠的污水有所不同，主要是清洗車間設備、容器等帶來的各種香料等成分，不能直接排放到市政污水收集管網，必須經過專門處理之后達標才能排放。要想更好的進行香精香料污水的處理凈化，就必須了解其組成是什么，那些化合物及其含量情況。本文僅鑒定揮發性、半揮發性有機化合物，未涉及無機物部分。

本文采用吸附攪拌子（SBSE）提取香精香料廢水成分，大體積冷卻進樣口PTV熱脫附TDU氣相色譜質譜法分析鑒定廢水成分；由于香精香料廢水的成分極為復雜，無法在一根柱子上面完全分離，多組分共流峰非常多，所有利用Amdis質譜解卷積軟件識別拆分共流出色譜峰，得到更純凈的質譜圖，更利于下一步質譜檢索的工作；并結合保留指數校正使質譜檢索結果更為準確。

試驗部分

1.儀器與裝置

氣相色譜-質譜聯用儀，帶有德國Gerstel的MPS TX多功能自動進樣系統，德國Gerstel的CIS4大體積分流/不分流進樣口和TDU熱脫附單元，整合FID檢測器，同時帶德國Gerstel毛細管柱分流裝置。

吸附攪拌子(PDMS, 0.10mmX10mm，Gerstel)。

2.樣品和標樣

樣品：取自某香精香料工廠的廢水原水，用活性菌（微生物）處理后的污水和實驗室普通自來水。

化合物標準品，C6-C30正構烷混合標準物

3.GC/MS條件

3.1 色譜條件:

色譜柱：VF-Waxms (30m×0.25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛細管柱；

升溫程序：40℃保持2 min，以5 ℃/min升至230℃，保持30 min；

載氣（He, 純度99.999%以上）流速1.8 mL/min;

進樣口：PTV大體積冷進樣口，溫度10℃-250℃， 15℃/S；

TDU：25-200℃, 100℃/min, 不分流，傳輸線溫度：260℃

檢測器：FID，氫氣：30ml/min, 空氣：350ml/min, 尾吹：30ml/min N2, 溫度：270℃。

3.2質譜條件: 

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級

桿溫度150℃；SCAN掃描范圍：29-500；EMV：1498V。

4.樣品的提取處理及分析方法

樣品的提取處理：

用電子天平精確稱取6.0g左右水樣品，加適當內標物（本實驗加入100-1000ppb(ug/kg)的內標物。內標物暫不公布），放入磁力攪拌子，提取1小時。用超純水沖洗干凈，用干凈的餐巾紙吸干，放入熱脫附的小管，運行序列。

在分析樣品前，和樣品分析完全相同的條件下，用0.05%的C6-C30的正構烷標樣注射到GCMS，獲得正構烷的保留時間，用于計算保留指數。分析樣品后，用軟件計算樣品各個組分的保留指數，并和標樣的保留指數對比來，結合質譜來定性。事先也用同樣方法測定標樣的保留指數備用。并在相同條件下測定化合物的FID校正因子備用，少數無校正因子的化合物用校正因子為1來進行計算含量。

5.結果與討論

1 實驗結果

污水樣品如果用一般的液液萃取, 使用溶劑量大，費時間；如果用固相微萃取，難以得到較準確的定量，如果使用固相萃取，時間可能要長一些，步驟多一些。這些提取方法有一定的不足之處，提取效果差，費事耗時，靈敏度低等。用磁力吸附攪拌子（SBSE）提取廢水樣品，簡單方便，靈敏度高，有利于廢水里面化合物的提取。

經過熱脫附解析后，進入大體積冷阱進樣口，進行GC進行分離。用一根毛細管通過分流器分流后分別進入MSD和FID。這樣一次同時得到總離子色譜圖TIC和FID色譜圖兩個結果，方便定性和定量。即用GC-MS的TIC定性，GC-FID定量。同時得到TIC和FID的色譜圖。

從三種水的總離子色譜圖可以看出，污水原水的有機物的成分極為復雜，污水經過活性微生物處理后除內標峰大之外，其它污水原水中絕大部分峰已經消失，極少數峰含量也已經降低到很小了，已經比較“干凈”了，而自來水沒有什么峰（只有有少量SBSE涂層脫落引起的硅氧烷醇等本底）。

2數據處理

先用Amdis質譜數據解卷積處理質譜數據，減少本底干擾，對共流出峰拆分，提取出大峰下面的峰或隱藏在里面的色譜峰。同時用Amdis的MSL質譜數據庫和工作站的PBM（L）質譜數據庫檢索，并結合保留指數來鑒定峰。所有保留指數均由標準樣品測定。極少數沒有保留指數的化合物，參照其它資料和以往的經驗，在保證良好匹配度的情況下確認。用MS定性鑒定香氣化合物，用GC-FID色譜圖的內標法來半定量計算含量（少數未測定校正因子化合物采用1作為校正因子計算）。

3異構體

許多香料成分異構體或多異構體和雜質，例如佳樂麝香，檀香803，Iso E Super，己基桂醛，二氫茉莉酮酸甲酯等，需要對里面的主峰，主要異構體及雜質分辨提出了，對照原料，最后相加得到總量計算。

4共流峰

由于香精香料廢水的成分極為復雜，無法在一根柱子上面完全分離，多組分共流峰非常多，所有利用Amdis質譜解卷積軟件識別拆分共流出色譜峰，得到更純凈的質譜圖，更利于下一步質譜檢索的工作。

5污水及處理后河自來水成分對比

從此污水原水中共鑒定出400多種和香精香料有關的有機化合物。里面幾乎涵蓋日化和食品香精香料相關的主要化合物，里面有各種醇、醛、酸、酯、酚、雜環化合物等，以及衍生物、反應物等。例如芳樟醇、薄荷腦、二氫月桂烯醇、苯甲醛、己酸、乙酸芳樟酯、苯甲酸芐酯、柳酸芐酯、各種內酯、Iso E Super、各種麝香、各種檀香化合物、DEP、苯酚、吡嗪、硫化合物等。含量從不足1個ppb到7個ppm。而處理后的污水的最高含量16種的含量最高的僅幾個ppb。而由于篇幅所限，未列出所有化合物。

6由于此污水樣品成分極為復雜，濃度范圍寬，從不足1個ppb到7個ppm，處理后污水樣的濃度有特別低，必須有靈敏度高簡便的提取檢測方法。本實驗沒有使用一般費溶劑耗時的液液萃取,定量難的固相微萃取，已經固相萃取等提取方法。而采用用磁力吸附攪拌子（SBSE）提取廢水樣品，簡單方便，靈敏度高，有利于廢水里面化合物的提取。但對于處理后的污水，由于其濃度極低，峰型較好，而對于污水原水的稍有過載，峰型不是很好，應減少樣品量或適當稀釋來提取可能更好些。

（內容參考儀器信息網）

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