紅外分光光度法測定工作場所空氣中礦物油霧濃度

姚科偉，屠偉斌，賀玲敏，王雪

（浙江中一檢測研究院檢驗中心，浙江寧波 315040）

紅外分光光度法測定工作場所空氣中礦物油霧濃度

姚科偉，屠偉斌，賀玲敏，王雪

（浙江中一檢測研究院檢驗中心，浙江寧波 315040）

以玻璃纖維濾膜采集工作場所空氣中礦物油霧，用四氯化碳浸提，采用紅外分光光度法測定礦物油霧含量。對采樣方法、玻璃纖維濾膜處理方法進行了探討。礦物油霧濃度在0.0～252.0 μg／mL范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5，加標回收率為98.7%～102.3%，方法檢出限為2.0 μg/mL，測定結(jié)果的相對標準偏差為0.80%～1.39%（n=6）。該方法適用于工作場所空氣中礦物油霧濃度的測定。

工作場所；紅外分光光度法；礦物油霧

礦物油是石油提煉加工過程完成后得到的副產(chǎn)品，是一般生產(chǎn)車間使用的各種潤滑油的主要成分。礦物油是一種非常復雜的混合物，除了含有烴類外，通常還含有磺酸鹽、脂肪胺、硝酸鹽、染色劑、殺菌劑等各類化學物質(zhì)［1］。由于烴類的氧化、微生物的繁殖以及其它化學反應，車間空氣中礦物油霧的成分非常復雜。研究表明，油霧顆粒可以通過呼吸進入人體肺泡，引起咳嗽、肺組織腫脹、頭痛、惡心、昏迷甚至死亡；另外油霧還會刺激暴露的皮膚引起紅腫。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，越來越多的車間空氣中出現(xiàn)油霧，礦物油霧對從業(yè)人員的健康危害和對生態(tài)環(huán)境的污染問題日益突出。美國政府工業(yè)衛(wèi)生學家協(xié)會（ACGIH）于20世紀60年代初就提出了車間油霧最高限值為5 mg／m3，其它一些國家也相繼制定了5 mg／m3的接觸限制標準，而且控制標準在不斷更新。我國至今尚未建立車間空氣中礦物油霧濃度的標準檢測方法［2］，因此研究車間空氣中礦物油霧的標準檢測方法非常必要。

目前車間空氣中礦物油霧濃度的測定方法主要有紫外分光光度法［3］、偏振光法［4］和稱量法［5］。由于潤滑油中含有的共軛體系在紫外光區(qū)具有不同的特征吸收峰，紫外分光光度法存在一定的干擾；偏振光法采用的是雙光路檢測法的檢測系統(tǒng)，需要用法拉第旋光器進行補償，并用稱重分析法對系統(tǒng)進行標定，該法繁瑣、費時、操作條件苛刻而不易掌握；稱量法因濾膜或者濾筒的纖維容易脫落，在采樣時可能造成稱量誤差。筆者建立了紅外分光光度法測定工作場所空氣中礦物油濃度，該方法具有準確、簡便、快速的特點。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

便攜式粉塵采樣器：ZC–F型，流量為1～10 L／min，浙江恒達儀器儀表有限公司；

紅外分光光度計：TJ270–30A型，天津市拓普儀器有限公司；

四氯化碳：優(yōu)級純，在2 600～3 200 cm–1之間的吸光度應不超過0.03（1 cm比色皿，空氣池作參比）；

標準礦物油：被監(jiān)測單位使用的切削油；

標準礦物油貯備液：2.52 mg／mL,準確稱取0.252 0 g標準礦物油，溶于適量的四氯化碳中，移入100 mL容量瓶，用四氯化碳稀釋至標線。

1.2 實驗方法

（1）采樣

用裝有玻璃纖維濾膜的采樣夾，以5 L／min的流量在采樣點采集100 L空氣。

將裝好玻璃纖維濾膜的采樣夾帶至采樣點，除不采集空氣樣品外，其余操作同樣品，作為樣品的空白對照。

（2）樣品處理

將采過樣的濾膜放入10 mL具塞比色管中，加入10 mL四氯化碳，搖勻，放置30 min后，取上清液進行測定。

（3）樣品測定

取處理好的礦物油樣品溶液，以四氯化碳為參比進行2 600～3 200 cm–1紅外掃描，以測得的最大吸收峰對應波數(shù)作為樣品的測量波數(shù)。

（4）標準工作曲線的繪制

于8支10 mL比色管中分別加入0，200，400，600，900，1000 μL標準礦物油貯備液，并用四氯化碳稀釋至標線，配制成含礦物油0.0～252 μg／mL的礦物油標準系列，分別進行紅外掃描，以2 932 cm–1處吸光度A1與 3 200 cm–1處吸光度A2之差ΔA對礦物油濃度c(μg/mL)進行線性回歸，得標準工作曲線線性方程。

（5）結(jié)果計算

空氣中礦物油濃度按下式計算：

式中：X——工作場所空氣中礦物油霧濃度，mg／m3；

c——從標準工作曲線上查得的樣品油霧濃度，μg/mL；

V0——標準狀態(tài)下樣品體積，L。

2 結(jié)果與討論

2.1 標準礦物油的選擇

由于礦物油是一種復雜的混合物，除了含有烴類成分外，通常還含有磺酸鹽、脂肪胺、硝酸鹽、染色劑、殺菌劑等化學物質(zhì)。目前很難選擇一種或制備一種具有廣泛代表性的油品作為礦物油的標準物質(zhì)。因此本實驗所選擇的標準礦物油為被監(jiān)測單位正在使用的礦物油，該礦物油的最大吸收峰在2 932 cm–1，圖1為該標準礦物油的紅外譜圖。

圖1 標準礦物油的紅外譜圖

2.2 玻璃纖維濾膜的處理

玻璃纖維濾膜在采樣前應放入烘箱或馬弗爐內(nèi)于200℃烘烤，將膜內(nèi)揮發(fā)物或其它組分除掉，以不影響分析的精度，同時避免破壞濾膜結(jié)構(gòu)。

2.3 標準工作曲線

按1.2（4）方法配制礦物油標準系列溶液，分別測定 2 932 cm–1與 3 200 cm–1處的吸光度A1，A2，計算二者的差值ΔA，測定結(jié)果列于表1，利用表1中的數(shù)據(jù)進行回歸，得礦物油標準工作曲線線性方程為ΔA=0.002 6c+0.019 4，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5，線性范圍為 0.0～252.0 μg/mL。

表1 礦物油標準系列溶液吸光度測定結(jié)果

2.4 精密度與加標回收試驗

按1.2實驗方法，取5張空白濾膜進行測定，求得空白濾膜的本底值為12 μg。分別取400，600，1 000 μL標準礦物油貯備液加到空白濾膜樣上進行測定，計算回收率和相對標準偏差，結(jié)果見表2。

表2 回收率和精密度試驗結(jié)果（n=6）

2.5 檢出限

連續(xù)測定空白樣品溶液11次,計算測定結(jié)果的標準偏差,以3倍標準偏差計算，得方法檢出限為2.0 μg／mL,空氣中最低檢出濃度為0.2 mg／m3（采樣體積為100 L，解吸體積為10 mL）。

2.6 樣品穩(wěn)定性試驗

取6張玻璃纖維濾膜并分為兩組，分別滴加2.520 mg／mL的標準貯備液200 μL。當天測定3個樣品，取測定結(jié)果的平均值；其余樣品取下對折放入塑料袋中，放置7 d后測定。測定結(jié)果見表3。由表3可知，第7 d的測量值與當天測得值的偏差在5%以內(nèi)，表明礦物油在玻璃纖維采集后，取下對折放在塑料袋內(nèi)至少可以保存7 d，測定結(jié)果穩(wěn)定。

表3 樣品穩(wěn)定性試驗結(jié)果

3 結(jié)語

采用紅外分光光度法測定工作場所空氣中礦物油霧濃度，測定結(jié)果準確可靠，該方法簡捷、快速，適用于衛(wèi)生監(jiān)測、環(huán)境保護等領(lǐng)域，是一種易推廣的檢測方法。

［1］傅樹琴，周煒，嚴麗珍，等.金屬加工潤滑劑油霧控制的現(xiàn)狀與進展［J］.潤滑油，2003，18(6): 1–5.

［2］許敏，張裕曾，劉世鋒，等.工作場所空氣中礦物油煙霧濃度測定方法［J］.中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2008，26(5): 280–284.

［3］張健，王延，趙淑嵐，等.作業(yè)場所中礦物油霧的紫外分光光度法測定法［J］.職業(yè)與健康，2003，19(12): 36–37.

［4］楊偉紅，宋錦春，劉克銘，等.基于偏振光法油霧濃度檢測的研究［J］.光學技術(shù)，2011，37(3): 322–326.

［5］許敏，張裕曾，劉世峰，等.工作場所空氣中礦物油煙霧濃度測定方法的研究［J］.中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2008，26(5):280–284.

Determination of Mineral Oil Fog Concentration in the Air of Workplace by Infrared Spectrophotometry

Yao Kewei， Tu Weibin， He Lingmin，Wang Xue
(Inspection Center of Zhejiang Zhongyi Testing Institute， Ningbo 315040， China)

After being collected by glass fiber filter, mineral oil fog in the air of workplace was extracted by carbon tetrachloride and determined by infrared spectrophotometry. Sampling method and glass fiber filter treatment method were disscussed. There was a good linear relationship between mineral oil fog concentration and the absorbance in the range of 0.0–252.0 μg／mL with correlation coefficient of 0.999 5. The recovery was 98.7%–102.3%, the detection limit was 2.0 μg／mL. The relative standard deviation of determination results was 0.80%–1.39%（n=6）. The method is suitable for the determination of mineral oil fog concentration in the air of workplace.

workplace; infrared spectrophotometry; mineral oil fog

O657.33

A

1008–6145(2012)05–0070–03

doi ：10.3969／j.issn.1008–6145.2012.05.022

聯(lián)系人：姚科偉； E-mail: ykwzjnb@126.com

2012–07–05