熱脫附－氣相色譜法同時(shí)測(cè)定有機(jī)廢氣中的丙酮和乙酸乙酯

植深曉 李津津 潘錦

(中山市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣東中山 528400)

丙酮和乙酸乙酯是除了芳香烴之外使用較廣的有機(jī)溶劑，目前常用的檢測(cè)方法主要是活性炭吸附－二硫化碳解吸－氣相色譜法［1］和活性炭吸附－熱解吸－氣相色譜法［2］。本文采用Tenax－TA管吸附空氣樣品，吸附成分通過(guò)熱脫附儀加熱后從樣品管上脫附，被冷阱捕集濃縮，再通過(guò)快速加熱冷阱使待測(cè)樣品瞬間汽化進(jìn)入帶有氫火焰離子化檢測(cè)器 (FID)的氣相色譜儀進(jìn)行分析。二次解吸技術(shù)極大地提高了檢測(cè)的靈敏度，能更準(zhǔn)確、可靠、快速得到檢測(cè)結(jié)果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

氣相色譜儀 (Agilent 7820，配FID);CP－Sil 5CB色譜柱 (30 m ×0.32 mm ×0.25 μm);熱脫附儀 (美國(guó)Perkin Elmer，Turbo Matvix 350);Tenax－TA樣品管;

丙酮 (色譜純，美國(guó)J.T.Baker公司)，乙酸乙酯 (色譜純，美國(guó)Fisher Scientific公司)，環(huán)己烷(色譜純，德國(guó)Merck公司);

丙酮、乙酸乙酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:分別取10 μL丙酮、乙酸乙酯到樣品瓶，用環(huán)己烷稀釋至1 mL，得到丙酮為7845 μg/mL、乙酸乙酯為8843 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2 樣品采集與保存

常溫下，按照樣品管上流量方向與采樣器相連，以100～500 mL/min的流量采集空氣10～20 min。記錄采樣時(shí)間、采樣流量、溫度和大氣壓。樣品管采樣后，立即用聚四氟乙烯帽將樣品管兩端密封，避光密閉保存。

1.3 分析條件

熱脫附條件 干吹溫度:40℃;干吹時(shí)間:2 min;樣品管脫附溫度:250℃;樣品管脫附時(shí)間:3 min;樣品管脫附流量:30 mL/min;捕集阱初始溫度:－30℃;捕集阱脫附溫度:250℃;捕集阱升溫速率:40℃/sec;捕集阱脫附時(shí)間:3 min;傳輸線溫度:150℃;閥溫度:150℃。

色譜條件 進(jìn)樣口溫度:150℃，不分流進(jìn)樣;檢測(cè)器溫度:250℃;載氣流量:氮?dú)?.0 mL/min;柱溫:初始溫度50℃ (保持5 min)，以6℃/min的速率升到80℃，再以35℃/min的速率升到150℃，再以60℃/min的速率升到210℃ (保持2 min)。

1.4 校準(zhǔn)曲線的繪制

用微量注射器分別取適量的標(biāo)準(zhǔn)溶液到樣品管的頂端，用100 mL/min的流量通載氣5 min，迅速取下樣品管，用聚四氟乙烯帽將樣品管兩端密封，得到0.80、1.60、3.20、4.80、6.40、8.0 μg的校準(zhǔn)曲線系列樣品管，按照1.3的分析條件進(jìn)行測(cè)定。以保留時(shí)間定性，峰面積外標(biāo)法定量。

1.5 結(jié)果計(jì)算

所采空氣樣品中各組分的濃度，按照公式進(jìn)行計(jì)算:

ρ=(W －W0)/Vnd。

式中，ρ為氣體中被測(cè)組分濃度 (mg/m3);W為由校準(zhǔn)曲線計(jì)算的樣品管中被測(cè)組分質(zhì)量 (μg);W0為由校準(zhǔn)曲線計(jì)算的空白管中被測(cè)組分的質(zhì)量 (μg);Vnd為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 (101.325 kPa，0℃)的采樣體積 (L)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)譜圖和標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖1為目標(biāo)組分的標(biāo)準(zhǔn)樣品譜圖，丙酮和乙酸乙酯實(shí)現(xiàn)完全分離。根據(jù)目標(biāo)組分質(zhì)量和峰面積進(jìn)行線性回歸，得到的回歸方程和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表1。由此可見(jiàn)，目標(biāo)組分在曲線范圍內(nèi)線性良好，滿(mǎn)足定量分析的要求。

圖1 丙酮和乙酸乙酯的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖

2.2 方法檢出限

連續(xù)分析7個(gè)接近于檢出限濃度的實(shí)驗(yàn)室空白加標(biāo)樣品，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差SD，計(jì)算方法檢出限MDL=3.143×SD。

當(dāng)采樣體積為1.0 L時(shí)，各組分的方法檢出限 (MDL)見(jiàn)表1，并與文獻(xiàn)方法的檢出限進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，由于熱脫附－氣相色譜法采集的氣體全部參與分析并經(jīng)過(guò)二級(jí)解吸，因此靈敏度與活性炭吸附－二硫化碳解吸/熱解吸－氣相色譜法相比有了很大的提高，檢出限低于0.078 mg/m3，非常適合低濃度樣品的測(cè)定。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限 (mg/m3)

2.3 精密度和準(zhǔn)確度

在空白樣品管中加入適量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用100 mL/min的氮?dú)獯? min配制成平行樣，按照1.3的分析條件進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。目標(biāo)組分的加標(biāo)回收率在91.1%～111.6%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD)在6.0%以?xún)?nèi)，符合分析要求。

表2 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4 實(shí)際樣品分析

采集某企業(yè)廢氣及廠界空氣，按所建立的方法進(jìn)行測(cè)定，樣品譜圖見(jiàn)圖2，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果表明，在1.3的分析條件下，空氣中共存的各類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物能實(shí)現(xiàn)有效的分離，不會(huì)造成峰形重疊的現(xiàn)象［3］。因此，可以通過(guò)使用一根樣品管采集樣品空氣，熱脫附－氣相色譜法同時(shí)檢測(cè)有機(jī)廢氣中的丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、對(duì)/間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯和十一烷11種揮發(fā)性有機(jī)物，方法簡(jiǎn)單快速。

圖2 實(shí)際樣品譜圖

表3 實(shí)際樣品分析結(jié)果 (mg/m3)

3 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)結(jié)果表明，熱脫附－毛細(xì)管氣相色譜聯(lián)用測(cè)定有機(jī)廢氣中的丙酮和乙酸乙酯，具有操作簡(jiǎn)單、快速，結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高等特點(diǎn)，無(wú)溶劑污染，分析結(jié)果理想，該方法也可以同時(shí)測(cè)定廢氣中的總揮發(fā)性有機(jī)物。

［1］陳華宜，劉國(guó)平，黃誠(chéng)，等．工作場(chǎng)所空氣中13種揮發(fā)性有機(jī)物的氣相色譜法同時(shí)測(cè)定［J］．工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病，2009，35(5):303－305．

［2］何彩．空氣中正己烷、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯的氣相色譜同時(shí)測(cè)定法［J］．職業(yè)與健康，2009，25(21):2276－2278．

［3］潘錦，陳弘麗，植深曉．熱脫附－氣相色譜法測(cè)定空氣中的總揮發(fā)性有機(jī)化合物研究［J］．環(huán)境科學(xué)與管理，2014，39(3):115－117．