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3.1 概述
色譜條件涵蓋的范圍較廣，色譜分析過程中一切影響因素都可以包含在內(nèi),，但主要因素還是在進(jìn)樣口,、色譜柱,、檢測器三個方面：
3.1.1進(jìn)樣口
首先要確定進(jìn)樣種類,，例如分流或不分流或瞬間不分流等。一般小口徑毛細(xì)管柱用分流進(jìn)樣,，填充柱用不分流進(jìn)樣,，大口徑毛細(xì)管柱用分流進(jìn)樣或者不分流進(jìn)樣都可以，但從重現(xiàn)性和靈敏度方面考慮,，建議選擇不分流進(jìn)樣模式,。苯系物的沸點較低,，難以實現(xiàn)柱頭聚焦，因此瞬間不分流模式難以應(yīng)用,。若使用分流模式,，要選擇合適的分流比，分流比對靈敏度和分離效果都會產(chǎn)生影響,，這在后面還會討論,。
其次是進(jìn)樣口溫度，苯系物易揮發(fā),，進(jìn)樣口溫度在100~150℃左右已經(jīng)完全能夠使樣品瞬間氣化,，沒必要使用更高的氣化溫度，設(shè)置溫度太高反而對重現(xiàn)性不利,。
進(jìn)樣量對于目前使用的儀器來說通常是1μL液體樣,，或者幾十到幾百μL氣體樣。但是早期標(biāo)準(zhǔn)會使用比較大的進(jìn)樣量,，這是因為早期儀器使用的是較粗的填充柱,，內(nèi)徑達(dá)4mm。
柱容量與橫截面積成正比：2mm內(nèi)徑填充柱一般進(jìn)樣1μL液體或者500μL氣體,，這是目前儀器常見的規(guī)格,；3mm內(nèi)徑填充柱的進(jìn)樣量可達(dá)2μL以上的液體或者1~2mL氣體；4mm內(nèi)徑填充柱的進(jìn)樣量可達(dá)5μL液體或者5mL氣體,，但這種規(guī)格的儀器和色譜柱現(xiàn)在已經(jīng)很少生產(chǎn)了,。毛細(xì)管柱與填充柱無法直接比較，但也有類似規(guī)律,，所以內(nèi)徑較小的需要使用較大的分流比,。
3.1.2檢測器
FID對于檢測苯系物是最合適的。檢測器溫度設(shè)置150~180即可,，因為一般比最高柱溫高20℃就能防止冷凝問題,，太高反而使樣品分解、噴嘴積碳的危險增加,。FID工作中比較重要的參數(shù)是氮,、氫、空三氣的流量,，一般要求接近1:1:10,，通常是氮氣30~40mL/min、氫氣35~40mL/min,、空氣350~450mL/min,。
需要注意的是，這個流量比例的計算中要把載氣包括進(jìn)去,。例如大口徑毛細(xì)管柱使用氫氣做載氣,，柱流量10mL/min時,，作為燃燒氣的氫氣流量需相應(yīng)的減小10mL/min；再比如2mm內(nèi)徑填充柱使用氮氣做載氣,，柱流量15mL/min時,，作為補(bǔ)充氣的氮氣應(yīng)調(diào)整至15~25mL/min，這樣才能獲得最佳的檢測靈敏度,。
3.1.3色譜柱
這方面包括色譜柱的選擇,，以及柱流量、柱溫三個方面,。
首先是選擇合適的色譜柱,。固定相型號是色譜柱核心參數(shù)，不同型號固定相在分離選擇性上的差異后面還會詳細(xì)討論,，這里先總結(jié)一些關(guān)于柱規(guī)格的一般規(guī)律,。填充柱的規(guī)格涉及到色譜柱制備的相關(guān)技術(shù)，已經(jīng)超出一般檢測技術(shù)的范疇,，這里暫不討論,。毛細(xì)管柱規(guī)格一般包括內(nèi)徑、膜厚,、柱長三個參數(shù),，柱長的影響是顯而易見的，而對于內(nèi)徑和膜厚很多人認(rèn)識不足或者有誤解,。
膜厚是很多人在選擇色譜柱是經(jīng)常忽略的一個參數(shù),，但實際上對保留時間、分離度,、峰型等都有重要影響,。一般來講，增大膜厚使容量因子增加,，其結(jié)果不僅僅是保留時間延長,，更重要的是可以使弱保留的物質(zhì)分離效果變好，所以針對低沸點物質(zhì)應(yīng)選用液膜較厚的色譜柱,，詳細(xì)推導(dǎo)可參見各儀器分析教材中關(guān)于色譜理論的部分,。對于高沸點物質(zhì)，提高膜厚對分離度沒有明顯的好處,，還使分析時間顯著加長,，所以一般要選擇較薄的液膜。另外,，低沸點物質(zhì)的峰型也會因為厚液膜的聚焦作用而改善,。
對于柱內(nèi)徑，很多人在認(rèn)識上存在誤區(qū),。
一般認(rèn)為內(nèi)徑小的柱效高,，所以分離效果更好。但這只是理論上推導(dǎo)的結(jié)果,，實際應(yīng)用中既要考慮色譜柱制造的品質(zhì),，又要注意儀器與色譜柱的匹配。根據(jù)理論推導(dǎo),，0.53mm內(nèi)徑的色譜柱的柱效在1500塔板/m左右,，0.32內(nèi)徑的約為2000~3000塔板/m，0.25mm內(nèi)徑的可達(dá)5000塔板/m,。
但是實際生產(chǎn)的產(chǎn)品很難達(dá)到完美狀態(tài),，實測值通常遠(yuǎn)低于理論值，只有少數(shù)大廠的產(chǎn)品才有接近理論極限的品質(zhì),。在一些國產(chǎn)色譜柱的使用中,，經(jīng)常會遇到過0.53mm柱只有不到300塔板/m的情況、0.25mm柱剛剛超過1000塔板/m的情況,。即使購買了品質(zhì)很好的色譜柱,，柱效高低還會受柱外效應(yīng)的制約，如果儀器的性能不足,，特別是分流進(jìn)樣口效果不好時,，會使柱效大打折扣。
對于這樣性能不佳的儀器,，使用小口徑柱是無法發(fā)揮其高柱效的優(yōu)勢的,，同時小口徑柱要求更高的分流比，這類性能不佳的儀器在分流比較高時重現(xiàn)性會顯著降低,，靈敏度損失更加顯著,。所以，我的建議是,，國產(chǎn)中低端色譜應(yīng)優(yōu)先選用0.53mm的大口徑毛細(xì)管柱,，在不分流或者分流比較小的條件下使用；配有自動進(jìn)樣器和EPC的高端色譜選用0.32mm口徑的毛細(xì)管柱,；只有在高速,、高通量應(yīng)用，以及與質(zhì)譜聯(lián)用時,，才應(yīng)該考慮0.25mm或更小內(nèi)徑的毛細(xì)管柱,。
在色譜柱的型號規(guī)格確定之后，柱流量和柱溫的確定是比較簡單的,。毛細(xì)管柱的流量是由最佳線速度決定的,，詳細(xì)推導(dǎo)可參閱范迪姆特方程的相關(guān)理論教材，其結(jié)論就是,，使用氮氣作為載氣時線速度15~20cm/s較合適,，使用氫氣載氣時線速度40~60cm/s較合適,，使用氦氣載氣時線速度30~40cm/s較合適。一般可適當(dāng)增大流速儀節(jié)省分析時間,，但線速度太高會使分離度降低,。
線速度與流量的測量與換算，目前大部分儀器可以通過EPC完成,，也有相關(guān)的計算軟件,，這里就不討論了。填充柱的流量也是較為固定的,。具體各種柱的流量可參考下表：
柱溫的確定一般參考目標(biāo)物的沸點及其與固定相的親和力,。對于苯系物，柱溫一般在50~120范圍內(nèi),。使用填充柱一般是60~90℃范圍內(nèi)的恒溫操作,。使用毛細(xì)管柱一般是初始50℃保持2~5min，然后以5~10℃/min的速度升溫至全部出峰,。后面會給出具體實例,。
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3.2 使用PEG毛細(xì)管柱的條件
PEG是強(qiáng)極性固定相，通過誘導(dǎo)力作用可以實現(xiàn)二甲苯異構(gòu)體的分離,。使用大口徑,、厚液膜、長柱是較為理想的選擇,。60m*0.53mm*1.0μm規(guī)格的PEG柱,，在不分流或者低分流比條件下使用，可以同時獲得好的分離效果和優(yōu)異的重現(xiàn)性,。若換用0.32mm*0.25μm柱,，柱效更高、分析速度更快,，但必須使用較大的分流比,。
實驗證明，分流低于4時峰展寬就已經(jīng)較為明顯,，無法發(fā)揮小口徑柱柱效高的優(yōu)勢,。而分流比較大時不僅靈敏度降低，還對重現(xiàn)性不利,，即使用自動進(jìn)樣器,，也能明顯的發(fā)現(xiàn)99:1分流時重現(xiàn)性比9:1分流時要差一些，而且沸點差異較大的各種組分出現(xiàn)“分流歧視”的現(xiàn)象,。
當(dāng)然,，儀器的性能越好這種問題就越不明顯，但目前的技術(shù)水平下，這一問題還無法徹底解決,。所以我建議,，如果不是十分必要，不應(yīng)該選用太大的分流比,。
在溶劑為甲醇時,，苯峰處于甲醇峰的拖尾上,，若使用大口徑厚液膜柱,，分離度基本上可以接受，但使用0.32mm*0.25μm柱時完全無法分離苯和甲醇,。所能夠采取的措施只有進(jìn)一步提高分流比,，當(dāng)分流比達(dá)到49:1時，可以實現(xiàn)苯與甲醇的分離,，但靈敏度損失嚴(yán)重,。
從色譜圖上可以看出，苯峰被甲醇覆蓋的原因在于甲醇峰的過載,。如果是微量的甲醇,，使用小口徑柱會有更好的分離效果，但作為溶劑,，甲醇在小口徑柱上的過載更加顯著,，導(dǎo)致溶劑峰展寬，從而與苯無法分離,。
因此使用大口徑,、厚液膜的色譜柱，對于處理溶劑峰更有優(yōu)勢,。
3.3 使用弱極性毛細(xì)管柱的條件
使用聚甲基硅氧烷SE-30,、6%氰丙基苯基-94%甲基-聚硅氧烷DB-624、14%氰丙基苯基-86%甲基-聚硅氧烷OV-1701等弱極性毛細(xì)管柱也能檢測苯系物,，但對,、間二甲苯無法分離。
需要注意的是鄰二甲苯與苯乙烯的出峰順序,。這兩種物質(zhì)與固定相之間的作用力,，除了色散力以外，還有誘導(dǎo)力,，而且苯乙烯更加容易被極化,，所以隨著固定相極性的增強(qiáng)，苯乙烯保留時間增加更多,。
在完全非極性的SE-30固定相上只考慮色散力,、不考慮誘導(dǎo)力，苯乙烯保留時間小于鄰二甲苯。在極性較強(qiáng)的OV-1701固定相上,，苯乙烯的誘導(dǎo)力作用顯著比鄰二甲苯強(qiáng),，而且誘導(dǎo)力起的作用超過了色散力，所以苯乙烯保留時間比鄰二甲苯長,。對于極性更強(qiáng)的固定相,，苯乙烯出峰比鄰二甲苯延遲更多。
對于DB-624固定相,，其極性介于SE-30與OV-1701之間,，苯乙烯的色散力比鄰二甲苯弱、但誘導(dǎo)力比鄰二甲苯強(qiáng),，而且二者正好處于平衡,，所以兩者幾乎同時出峰，難以分離,。
這一現(xiàn)象是由分之間作用力決定的,，因此改變色譜條件難以改善二者的分離效果。因此涉及到鄰二甲苯與苯乙烯分離的問題是,，切勿使用6%氰丙基苯基-94%甲基-聚硅氧烷固定相,，選擇極性較強(qiáng)的固定相更為有效。
使用弱極性毛細(xì)管柱的優(yōu)勢在于溶劑峰分離較好,，不論是二硫化碳溶劑還是甲醇溶劑,，都不會干擾苯峰。
3.3 使用有機(jī)皂土填充柱的條件
有機(jī)皂土是蒙脫土的季銨鹽,，他是一種對取代芳烴的位置異構(gòu)體有特殊選擇性的固定相,，特別是在分離對二甲苯和間二甲苯方面效果突出。將有機(jī)皂土與鄰苯二甲酸二任酯（DNP）混合使用,，可以制得用于苯系物檢測的專用填充柱,，這是國內(nèi)外廣泛采用的經(jīng)典分離方法，國外的部分現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)也在使用,。
用于8種苯系物（包括異丙苯）分離時,，應(yīng)該使有機(jī)皂土的負(fù)載量低于DNP的負(fù)載量，并且需要在較低柱溫（60~70℃）下操作（圖8）,。如果不考慮異丙苯,，可以使機(jī)皂土的負(fù)載量高于DNP的負(fù)載量，并在較高柱溫下操作（80~100℃）,，這樣可以使對,、間二甲苯分離度更高，并且使分析時間縮短（圖9）,。但應(yīng)注意的是,，此條件下鄰二甲苯與異丙苯無法分離。
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3.4 使用其他填充柱的條件
其他的常規(guī)填充柱一般都無法實現(xiàn)苯系物的有效分離，但現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法中仍然保留了一些針對部分或單一苯系物進(jìn)行測定的方法,，主要涉及到PEG固定相和聚甲基硅氧烷固定相（SE-30或OV-101等）。
PEG固定相極性很強(qiáng),，是除有機(jī)皂土外對二甲苯異構(gòu)體選擇性最好的固定相,，但是在柱效不夠高的時候仍然無法實現(xiàn)異構(gòu)體的有效分離。要想嘗試PEG填充柱分離二甲苯異構(gòu)體,，必須使用9m以上的長柱,，理論塔板數(shù)需要接近1.5萬，單次的分離時間幾乎需要1小時,。這種情況顯然是沒有實用意義的,。
對于PEG固定相,，還需要說明的是,，目前常用的是分子量2萬的PEG，其最低使用溫度一般不能低于60℃,。在更低的溫度下,，PEG有結(jié)晶的趨勢，其結(jié)果是使傳質(zhì)阻力顯著加大,，保留變?nèi)酢⒎遄儗?。所以長期未使用的PEG柱在使用前最好先100℃以上活化,，然后降溫到使用溫度,。經(jīng)過高溫活化的PEG柱在50℃可以短期使用，不會馬上出現(xiàn)結(jié)晶的問題,，但進(jìn)過較長時間后就可能會觀測到柱效降低的現(xiàn)象。在60℃使用則是比較保險的,。PEG固定相的毛細(xì)管柱也有類似問題，但經(jīng)過廠家的改進(jìn),，一般結(jié)晶溫度已經(jīng)明顯降低,。
非極性的聚甲基硅氧烷固定相對苯系物選擇性較差。SE-30填充柱分離苯系物效果不好,，而且不能應(yīng)對甲醇的溶劑峰拖尾,。
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樣品處理方法和步驟在各個標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)描述，前面的表中也已經(jīng)做了歸納總結(jié)，這里再簡要強(qiáng)調(diào)一下相關(guān)的注意事項,。
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4.1 環(huán)境空氣樣品
一般用固體吸附劑裝填吸附管進(jìn)行采樣,，常見吸附劑有TENAX和活性炭,。TENAX脫附較為容易但是穿透體積較小,，特別是苯容易出現(xiàn)穿透?；钚蕴總鹘y(tǒng)體積大,，一般不用擔(dān)心穿透的問題，但是必須較高溫度下通氣較長時間才能完全脫附,。所以一般TENAX采樣后采取熱脫附直接進(jìn)樣,，而活性炭采樣后采取二硫化碳溶劑解吸然后進(jìn)樣?；钚蕴坎蓸尤缓鬅峤馕苯舆M(jìn)樣的方法一般只單獨針對苯的測定（GB 50325-2010）,，而“GBZ/T 160.42-2007”中高溫通氣100mL的解吸方法則不易操作。
空氣中粉塵較多時,，采樣管前應(yīng)增加過濾裝置,。空氣濕度大時對采樣效果有不利影響,，容易引起提前穿透,，目前文獻(xiàn)中報道有多種除濕方法，但有效性還無定論,，各標(biāo)準(zhǔn)方法中均為采用,，所以針對濕度大的氣樣，一般是減小采樣流速和時間,。
用二硫化碳溶劑解吸法要注意二硫化碳的純度,，每次買的試劑都必須進(jìn)行空白值的檢驗，如果空白值不合格,，就必須更換試劑或者提純,。
4.2 環(huán)境水樣
一般采樣頂空或液液萃取。目前全自動頂空儀的使用已經(jīng)較為普遍,，操作已經(jīng)大為簡化且自動化程度較高,，缺點是平衡時間長，分析速度較慢,。頂空法的使用中一般要注意空白值和儀器管路的殘留,。室內(nèi)空氣污染和實驗用水質(zhì)量不佳經(jīng)常是空白值偏高的原因。試樣添加的無機(jī)鹽必須高溫灼燒,。
采用液液萃取萃取法操作較為繁瑣,，而且要注意萃取過程中的揮發(fā)損失問題,，因此操作溫度不能太高，而且最好能保證實驗室恒溫,。萃取過程中振蕩不易太劇烈,，以免乳化。一般振蕩3min基本上可以達(dá)到萃取平衡,，時間太長反而使揮發(fā)損失問題更加嚴(yán)重,。
二硫化碳萃取水中苯系物的萃取率一般可以達(dá)到90%以上，但揮發(fā)損失卻不易確定,，特別是二硫化碳自身的揮發(fā)損失較大,，所以一般仍然需要將標(biāo)樣按樣品同樣的條件進(jìn)行萃取然后測定，從而建立校正曲線,。
使用二硫化碳萃取法時,，另外需要強(qiáng)調(diào)兩點：一是二硫化碳的純度問題，這與空氣樣品的要求是一樣的,；二是對于污水試樣,，萃取液必須經(jīng)過混合酸凈化，否則干擾問題難以解決,。
近年來報道了采用分散液相微萃取技術(shù)改進(jìn)的二硫化碳萃取法,，有毒試劑的用量顯著減少，速度也明顯提高,，在實際應(yīng)用中可以參考。
4.3 土壤樣品
土壤樣品中苯系物的穩(wěn)定性更差,，采樣時要更加注意,，盡可能直接采集到測定時使用的容器中（頂空瓶或吹掃管）。頂空法的注意事項與水樣基本相同,。
4.4 其他工業(yè)產(chǎn)品
如建材,、涂料等，種類繁多,，難以一一詳細(xì)討論,，但總的來說主要有兩類方法：
一是頂空處理，加適當(dāng)溶劑,、或者直接頂空平衡,，然后測定，可參照頂空法,； 二是用適當(dāng)溶劑溶解后直接進(jìn)樣測定,，操作簡單，但是要注意是否有基體干擾問題,，而且溶劑選擇要合適,，不能干擾目標(biāo)物,，還要注意試樣與標(biāo)樣的溶劑一致。
苯系物的檢測涉及的技術(shù)幾乎覆蓋色譜分析技術(shù)的大半領(lǐng)域,，涵蓋的知識面很廣,。本文就筆者所了解的方面進(jìn)行了一些總結(jié)與討論，難以面面俱到,，疏漏不足在所難免,，但求能夠有少許參考價值。
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雨木霖,、wazcq兩位版主對文中不足提出建議,，在此表示感謝。
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