硅膠管吸附氣相色譜法測定氣體中的乙酸、丙酸

陸 梅，鄧愛萍

(1.淮安市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 淮安 223001;2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036)

0 引言

作為重要的化工原料，乙酸和丙酸對環(huán)境尤其是空氣的污染越來越得到人們的重視，在實(shí)際環(huán)境監(jiān)測中經(jīng)常要求測定空氣中的乙酸和丙酸?！豆ぷ鲌鏊諝庥卸疚镔|(zhì)測定羧酸類化合物》(GBZ/T 160.59—2004)中規(guī)定，空氣中乙酸和丙酸用硅膠管吸附，乙酸用甲酸解吸，丙酸用丙酮解吸，再分別用FFAP填充柱測定［1］。在實(shí)際操作中兩種溶劑分別解吸很繁瑣，而且該標(biāo)準(zhǔn)的檢出限分別為8 mg/m3和4 mg/m3，遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際監(jiān)測需要。通過一系列比對實(shí)驗(yàn)，用丙酮同時解吸硅膠管里的乙酸和丙酸，采用較常用的INNOWAX毛細(xì)管色譜柱對丙酮、乙酸和丙酸3種物質(zhì)得到很好的分離，30 L采樣體積的檢出限乙酸為1.0 mg/m3、丙酸為0.5 mg/m3，能夠同時滿足空氣和廢氣的檢出要求。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀：安捷掄7890—FID。

乙酸、丙酸標(biāo)準(zhǔn)使用液(20 mg/mL)：在2 mL容量瓶中加入少量丙酮，在電子天平上準(zhǔn)確向此容量瓶中分別加入0.040 0 g的乙酸和0.040 0 g的丙酸，用丙酮定容至刻度線。此使用液分別含乙酸和丙酸20 mg/mL。

丙酮(色譜純);甲酸(色譜純)(作為解吸劑與丙酮比較)。

硅膠管，溶劑解吸型，內(nèi)裝300 mg/150 mg硅膠。

溶劑解吸瓶，5 mL。

1.2 色譜條件

色譜柱：HP INNOWAX柱：30 m ×320 μm ×0.5 μm;恒流模式：1.0 mL/min;進(jìn)樣口：200℃;分流比(10∶1);FID檢測器：200℃;爐溫：140℃。進(jìn)樣量：1 μL。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的采集、運(yùn)輸和保存

在采樣點(diǎn)，打開硅膠管兩端，采集15～1 000 L(流量0～3 L/min和0～500 mL/min)氣體樣品。采樣后，立即封閉硅膠兩端，置清潔容器中運(yùn)輸保存?？瞻讟悠罚簩⒐枘z管帶至現(xiàn)場，除不連接空氣采樣器采集空氣外，其余操作同樣品。

1.3.2 工作曲線繪制

分別移取 0，5，10，20，50，100 μL 乙酸、丙酸混合標(biāo)準(zhǔn)使用液于6個2 mL容量瓶中，用丙酮定容至2 mL，此系列標(biāo)樣含乙酸、丙酸含量分別為0，50，100，200，500，1 000 mg/L。

按1.2色譜條件上機(jī)檢測。以峰面積為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)繪制工作曲線。連續(xù)5日工作曲線測定見表1。

表1 工作曲線

1.3.3 樣品測定

先將溶劑吸附劑管的前段倒入解吸瓶中解吸并按1.2色譜條件上機(jī)檢測測定。吸附劑的穿透容量乙酸為2.4 mg，丙酸為50 mg。如果測定結(jié)果顯示未超出附劑的穿透容量時，后段可以不用解吸和測定;當(dāng)測定結(jié)果顯示超出吸附劑的穿透容量時，再將后段吸附劑倒入解吸瓶中解吸并測定，測定結(jié)果計(jì)算時將前后段的結(jié)果相加后作相應(yīng)處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 解吸溶劑的選擇

比較了甲酸和丙酮兩種解吸劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)解吸效率二者沒有顯著區(qū)別(表2)，但是甲酸溶劑中存在乙酸和丙酸的干擾峰，尤其是分析純試劑中，甲酸中的乙酸干擾蜂達(dá)到了20～50 mg/L，這樣就會嚴(yán)重影響低濃度的氣體測定。同時，甲酸溶劑刺激性強(qiáng)，腐蝕性也很強(qiáng)，因此以丙酮同時解吸硅膠管里的乙酸和丙酸。

表2 解吸效率

2.2 工作曲線線性范圍考察

實(shí)驗(yàn)分別配制濃度為 0，5，10，20，50，100，200，500，1 000，1 500，2 000，3 000 mg/L 乙酸、丙酸混合標(biāo)準(zhǔn)系列按1.2上機(jī)檢測，結(jié)果表明乙酸在10～40 mg/L之間、丙酸在5～20 mg/L之間相關(guān)系數(shù)小于0.995 0，在大于2 000 mg/L以后隨著濃度的上升，乙酸和丙酸曲線下彎的都明顯。乙酸在50～1 000 mg/L、丙酸在20～1 000 mg/L時相關(guān)系數(shù)可以達(dá)到0.999 5以上。該實(shí)驗(yàn)認(rèn)為乙酸在50～2 000 mg/L的濃度范圍、丙酸在20～2 000 mg/L濃度范圍工作曲線已能滿足一般氣體檢測要求，對于低濃度氣體樣品要加大采樣體積，高濃度氣樣要適當(dāng)減少采樣體積。

2.3 檢出限和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

2.3.1 檢出限試驗(yàn)

根據(jù)低濃度的平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差來計(jì)算方法檢出限。在采樣效率為100%的前提下采集不含目標(biāo)化合物的空氣30 L，用丙酮解吸后加入乙酸和丙酸，使丙酮中乙酸的含量為5 mg/L、丙酸為2 mg/L，按1.2方法上機(jī)檢測，計(jì)算7次平行測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按照3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為該方法的檢出限乙酸為1.0 mg/m3、、丙酸為0.5 mg/m3。

2.3.2 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

同一空氣樣進(jìn)行5次全程序平行加標(biāo)(解吸液加標(biāo))測定，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率。測定結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)回收率和標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果(采樣效率為100%)

2.4 樣品測定結(jié)果

對淮安市某工廠廢氣樣檢測，測定結(jié)果濃度分別為10.2 mg/m3和 0.0 mg/m3，實(shí)際樣品色譜圖見圖2，200 mg/L加標(biāo)樣(解吸液加標(biāo))色譜圖見圖1。

圖1 200 mg/L加標(biāo)樣標(biāo)準(zhǔn)色譜

圖2 某實(shí)際樣品色譜

3 結(jié)論

經(jīng)條件優(yōu)化后用硅膠管吸附、丙酮溶劑解吸、氣相色譜分析空氣中的乙酸和丙酸的方法準(zhǔn)確度、精密度和檢出限能夠滿足實(shí)際測定的要求。實(shí)驗(yàn)證明，該方法值得推廣。

［1］中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn).工作場所有毒物質(zhì)測定 羧酸類化合物〔GBZ/T 160.59—2004〕.1- 3.

［2］李小娟.空氣中四種羧酸的同時測定.中國勞動衛(wèi)生職業(yè)雜志〔J〕，2011，29(6)：20- 21.