氣相色譜法測定工作場所空氣中三苯方法的改進(jìn)

黃卓偉

潮州市潮安區(qū)疾控中心，廣東潮州 515600

三苯這種芳香烴類化合物是工業(yè)生產(chǎn)中的重要原料，在制鞋、印刷等產(chǎn)品的生產(chǎn)中都會(huì)應(yīng)用到這種物質(zhì)，對于工業(yè)的發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ罨镜男枨笫欠浅Ｖ匾?，但是其同樣對工作人員和使用人員存在健康的威脅。三苯具有特殊芳香味的無色透明液體，具有著較強(qiáng)的揮發(fā)性，可以通過空氣直接進(jìn)入人體，甚至可以通過皮膚進(jìn)入人體，在不知不覺中對人體技能造成損傷。苯是有毒的致癌物，苯中毒的后果非常嚴(yán)重，苯可經(jīng)過呼吸道、胃腸道和皮膚、黏膜進(jìn)入體內(nèi)，其中呼吸道吸收是群體性中毒事件的主要接觸途徑，高濃度苯進(jìn)入人體能夠直接使人失去意識(shí)，威脅其生命。甲苯和二甲苯可通過呼吸或皮膚接觸而進(jìn)入人體，對神經(jīng)系統(tǒng)造成損傷，造成人體骨骼變性，是嚴(yán)重威脅人體健康的物質(zhì)?？諝庵械娜降暮亢蜐舛?，也影響著工作人員的健康，對其進(jìn)行科學(xué)測定是極其重要的。我國現(xiàn)行生產(chǎn)規(guī)范中對其防范措施和空氣測定有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，對其測定方法也有相應(yīng)規(guī)定，采用的是氣相色譜法中的填充柱，但是對該方法產(chǎn)生影響的外界因素較多，在空氣質(zhì)量復(fù)雜的情況之下并不能夠準(zhǔn)確無誤得到測量數(shù)據(jù)，這也促使了毛細(xì)管柱方法的應(yīng)用以及方法的改進(jìn)。

1 毛細(xì)管柱氣相色譜測定法

三苯氣體對人體的威脅是非常嚴(yán)重的，尤其是苯極微量就能使人慢性中毒，因此其測定的準(zhǔn)確性和靈敏度要求非常高，是對工作環(huán)境進(jìn)行整改和問題處理的重要依據(jù)。但是填充柱氣相色譜法進(jìn)行氣體含量測定時(shí)，對其中有機(jī)化合物的靈敏度相對較低，嚴(yán)重影響著其測量數(shù)據(jù)和結(jié)果。毛細(xì)管柱氣相色譜法的應(yīng)用是對填充柱測定法的替代，是測定室內(nèi)空氣三苯氣體含量的有效措施，本文下面將對毛細(xì)管柱氣相色譜法進(jìn)行三苯氣體含量測定的方法和準(zhǔn)備進(jìn)行分析，主要包含以下內(nèi)容。

1.1 測定原理

制鞋、印刷等生產(chǎn)工作環(huán)境的空氣中必然存在三苯氣體，采用活性炭采樣管對空氣中三苯進(jìn)行采集，然后經(jīng)過二硫化碳解吸進(jìn)樣，再通過色譜柱進(jìn)行分離之后，通過火焰離子檢測器進(jìn)行檢測。

1.2 測定儀器

測定儀器的選擇是測定數(shù)據(jù)得到保證的主要條件，其中包括活性炭管、空氣采樣器、微量注射器及氣相色譜儀、火焰離子化驗(yàn)器等，在進(jìn)行測定實(shí)施之前，選擇質(zhì)量過關(guān)、靈敏度合格的物資是基本的要求。溶劑解吸型活性炭采樣管，內(nèi)置活性炭；空氣采樣器，需要達(dá)到了空氣采樣流量為0.5 L/min；10 μL微量注射器；氣相色譜儀。

1.3 采樣

采樣的過程是對空氣進(jìn)行吸取的過程，在過程進(jìn)行中應(yīng)保持環(huán)境的穩(wěn)定，以確定空氣質(zhì)量無變化，這樣才能夠使被采樣的空氣準(zhǔn)確代表工作場所的空氣質(zhì)量。主要形式為：現(xiàn)場開啟活性炭管，空氣采樣量為1500 mL，需要注意的是，在空氣采樣過程中，需要按照固定的速度進(jìn)行抽取，速度一般為每分鐘100 mL，然后需要及時(shí)關(guān)閉活性炭管，保證起嚴(yán)密性，并在2周內(nèi)采用毛細(xì)管柱氣相色譜法進(jìn)行空氣中三苯氣體含量的檢測。

1.4 測定方法

毛細(xì)管柱氣相色譜法測定空氣中三苯含量需采用標(biāo)準(zhǔn)的方法，并需要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，測定方法中的步驟主要有色譜條件設(shè)定、對照試驗(yàn)采集、空氣樣品處理、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、樣品測定等方面，下文將對這幾個(gè)步驟進(jìn)行分別列舉研究。

①色譜條件設(shè)定。色譜柱常30 m，膜厚度為0.25μm，內(nèi)徑為0.25 mm；色譜設(shè)定溫度，需要保持 50℃狀態(tài) 3 min，有 10℃/min升至 130℃；檢測器溫度設(shè)定有 200℃；氫氣、氮?dú)饬髁烤鶠?0 mL/min標(biāo)準(zhǔn)，空氣流量0.5 L/min標(biāo)準(zhǔn)。

②對照試驗(yàn)采集。在進(jìn)行工作場所空氣采集過程中，需將活性炭采集管帶入采集樣品地點(diǎn)，采集檢測樣品外，還需采用同種操作方式采集氣體，該種氣體在測定實(shí)驗(yàn)過程中，作為樣品對照品產(chǎn)生作用，是在測定過程中重要的步驟之一。

③空氣樣品處理。在工作場所采用活性炭管采集樣品，進(jìn)行測定實(shí)驗(yàn)過程中，將該樣品前段和后段活性炭分別置入試管中，試管要求為具塞試管，容量10 mL，在兩個(gè)試管中均添加1.0 mLCS2，進(jìn)行震動(dòng)搖晃1 min時(shí)間，注意在過程中保持試管密封，試管塞塞緊，然后解吸30 min。在進(jìn)行解吸后，對得出解吸液進(jìn)行測定計(jì)算，如不符合測定標(biāo)準(zhǔn)，超出情況應(yīng)以CS2進(jìn)行稀釋，從而得到可檢測解吸液，計(jì)算式應(yīng)注意稀釋倍數(shù)。

④標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。采用CS2稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液，并根據(jù)相關(guān)測定儀器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測試，將得出峰面積相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。在稀釋液進(jìn)行測定過程中，需將氣相色譜儀調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)，以保證測定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確性，分別進(jìn)樣1 μL進(jìn)行系列溶液測定。

⑤樣品測定。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)支持下，嚴(yán)格按照操作條件，將對照品與樣品各取1 μL，以保留時(shí)間定性，峰面積定量。樣品測定過程，需要減去對照品峰面積，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系計(jì)算出樣品各有機(jī)化合物的濃度，再根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

X=C×V/(Vo×D)

X—空氣中各有機(jī)化合物的濃度,mg/m3

C—測得的各有機(jī)化合物的濃度,μg/mL；

V—解吸液的體積,mL；Vo—換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,L；D—解吸效率,%

3 對測定數(shù)據(jù)的有效分析

空氣質(zhì)量測定和數(shù)據(jù)分析是整個(gè)測定過程中重要的組成部分，在采用毛細(xì)管柱氣相色譜法進(jìn)行空氣三苯氣體含量測定后，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)正確的分析，能夠保障得到結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，是達(dá)到測定目的的關(guān)鍵步驟。下面本文將對測定數(shù)據(jù)的分析進(jìn)行詳細(xì)的研究，確保其結(jié)果能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)出采用毛細(xì)管柱氣相色譜法測定的特點(diǎn)。

3.1 方法的線性范圍

取標(biāo)準(zhǔn)混合使用液各1μL進(jìn)樣測定,以測得的峰面積分別對苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯濃度(μg/mL)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,分別為苯：Y=226.57X-692.652,γ=0.9998；甲苯：Y=234.83X-1022.434,γ=0.9997；對二甲苯：Y=222.95X-1031.605,γ=0.9998；間二甲苯 Y=224.12X-952.249,γ=0.9998；鄰二甲苯 Y=222.54X-1007.692,γ=0.9998。表明在濃度1—200μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

3.2 方法的檢出限

將空白稀釋液直接進(jìn)樣檢測20次，通常以測定設(shè)備3倍峰面積計(jì)算，在測定中出現(xiàn)3倍噪音，檢出組分檢出限。

3.3 精密度試驗(yàn)

精密度測定實(shí)驗(yàn)與毛細(xì)管柱氣相色譜法測定空氣中三苯含量的準(zhǔn)確度有著緊密的關(guān)系，通常做法為使用配置苯、甲苯、二甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液混合液，反復(fù)測定7次為標(biāo)準(zhǔn)，得出相應(yīng)RSD數(shù)據(jù)為精密度，再而檢測該方法準(zhǔn)確度。

3.4 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)，能夠得出毛細(xì)管柱氣相色譜法測定三苯數(shù)據(jù)是否能夠直接得出科學(xué)結(jié)論，具體方法為在采集樣品中置入定量的苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯及鄰二甲苯，通過上述試驗(yàn)方式繼續(xù)進(jìn)行測試，已三次測定為標(biāo)準(zhǔn)，分別測定各組回收率，其中添加空白空氣回收率大約為80%～120%。

3.5 干擾試驗(yàn)

看干擾性測定是采用毛細(xì)管測定的主要操作步驟，它能夠?qū)υ摲N測定方法進(jìn)行準(zhǔn)確性檢測，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，采用乙烯、甲醇、丙酮進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論，在多種物質(zhì)進(jìn)行干擾測定時(shí)，對測定得出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性無影響。

4 依據(jù)數(shù)據(jù)提出測定改進(jìn)方法的討論

從研究結(jié)果經(jīng)驗(yàn)過程可以看出，填充柱氣相色譜法雖然能夠?qū)θ匠煞诌M(jìn)行檢測，其測定效果較為優(yōu)秀，但是靈敏度偏低和抗干擾能力較差，而且二甲苯的異構(gòu)體不易分開，并且在工作場所內(nèi)的二甲苯與乙苯通常是共同存在的，但是兩者相互重疊就成了采用填充柱法難以解決的問題，進(jìn)而影響了對空氣中三苯的測定數(shù)據(jù)和結(jié)論。采用毛細(xì)管柱氣相色譜法測定空氣中三苯含量，非極性毛細(xì)管柱和極性毛細(xì)管柱對各組分的分離做的較好，尤其是極性毛細(xì)管能夠有效地將二甲苯與異構(gòu)體完全分離，這也使得測定工作得出的數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確，能夠作為工作結(jié)論的主要依據(jù)。因此可以說，在工作場所空氣中三苯含量測定時(shí)采用氣相色譜法，填充柱測定效果不及采用毛細(xì)管柱測定，毛細(xì)管柱測定得出數(shù)據(jù)更加具體化、科學(xué)化，對其產(chǎn)生影響的因素較少，這樣可以充分解決工作場所內(nèi)空氣含有較多有機(jī)化合物而引起結(jié)果失真的問題。毛細(xì)管柱測定方法在很大程度上避免了空氣中多組分有機(jī)化合物的干擾，從根本上提升了檢測的效率。

5 結(jié)語

通過文中的研究可以發(fā)現(xiàn)，毛細(xì)管柱方法更加的靈敏、方便，根據(jù)研究結(jié)果可以清楚地看出，該技術(shù)能夠在空氣中有機(jī)化合物含量較多時(shí)，準(zhǔn)確性依然很高，是對工作場所空氣中含有三苯含量測定的重要方式。但是改進(jìn)方法也存在著相對的不足，在進(jìn)行三苯測定工作中，應(yīng)繼續(xù)發(fā)展新型測定技術(shù)，完善三苯應(yīng)用測定體系，進(jìn)而加強(qiáng)對其應(yīng)用的管理和控制，達(dá)到安全生產(chǎn)，為社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展和進(jìn)步做出積極的貢獻(xiàn)。

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