溶劑解析-氣相色譜法同時測定空氣中12種揮發(fā)性有機物

張曉淳　陳弘麗　李津津

(中山市環(huán)境監(jiān)測站，廣東中山　528400)

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溶劑解析-氣相色譜法同時測定空氣中12種揮發(fā)性有機物

張曉淳陳弘麗李津津

(中山市環(huán)境監(jiān)測站，廣東中山528400)

摘要：建立了活性炭吸附/二硫化碳解析-氣相色譜法同時測定環(huán)境空氣中正己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙腈、丙烯腈、苯、甲苯、乙苯、鄰、間、對-二甲苯等12種揮發(fā)性有機物的方法。結(jié)果表明，該方法分離效能高，各組分線性回歸相關(guān)系數(shù)R值均大于0.998，檢出限MDL為0.005 ~ 0.05 mg/m3(采樣體積為10 L時)，相對標準偏差RSD為1.8 % ~ 4.4%，實際樣品回收率為74.8 % ~ 94.1 %，各指標符合分析要求。

關(guān)鍵詞：解析法；氣相色譜法；揮發(fā)性有機物

隨著國家工業(yè)化進程的不斷加快，環(huán)境中有機污染問題日益嚴重。揮發(fā)性有機物由于其高毒性和易揮發(fā)性，一直是環(huán)境空氣監(jiān)測最主要的指標之一。尤其是化工行業(yè)最常使用的一些有機溶劑，長期接觸對人體的中樞神經(jīng)等系統(tǒng)會造成嚴重危害。

目前國標方法對于苯類、腈類、酯類等有機溶劑的測定使用了不同的色譜柱和色譜條件進行分別測定[1]，當環(huán)境介質(zhì)有多種揮發(fā)性有機物共存時，無法快速定性定量分析。雖針對幾種常見有機溶劑的測定有所報道，但監(jiān)測類別有所差異，且均無涵蓋腈類物質(zhì)[2-3]。本文針對工作場所中12種最常見的有機溶劑，涵蓋了芳烴類、烷烴類、酯類、酮類和腈類等，采用活性炭吸附/二硫化碳解析-氣相色譜法進行同時測定，方法各項指標滿足監(jiān)測要求。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

儀器：氣相色譜儀(Varian 3800, FID)，EC-wax毛細管色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)。

試劑：苯系物標準樣品(濃度：1 000 μg/mL，溶劑：CS2，國家環(huán)境保護部標準樣品研究所)，正己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙腈、丙烯腈、二硫化碳均為色譜純。

1.2樣品的采集與保存

將活性炭吸收管一端與采樣器相連，按照吸收管指示方向以1.0 L/min的流量采集10 min。采樣結(jié)束后立即將吸收管兩端密封，避光密閉保存。樣品運回實驗室后立即分析，否則保存于-20℃冰箱中?？瞻讟悠烦瞬唤硬蓸悠鞑杉瘹怏w之外，其余操作與實際樣品相同。

1.3儀器條件

進樣口溫度250 ℃；分流比10 ∶1；檢測器溫度250 ℃；恒流模式，載氣流量0.9 mL/min；柱溫45 ℃保持2.2 min，以30 ℃/min升溫至65 ℃，保持4.2 min；進樣量0.5 μL。

1.4實驗方法

測定：將采集后的活性碳管中的活性碳移入5.0 mL具塞試管中，準確加入1.0 mL二硫化碳，密閉振蕩1 min，室溫下解析1 h以上，取0.5 μL進樣。根據(jù)單標的實驗譜圖，得出目標組分的保留時間。以保留時間定性，外標法定量。

標準系列的配制：首先配制各組分的標準儲備液0，然后按表1配制一定濃度梯度的標準系列1-5，分別取標準系列溶液0.5 μL注射到氣相色譜儀中。

表1　各組分標準序列　 (μg/mL)

結(jié)果計算：ρ=(A-A0) * V /Vnd

ρ為氣體中被測組分濃度(mg/m3)；A為由校準曲線計算的樣品解吸液的濃度(μg/mL)；A0為由校準曲線計算的空白解吸液的濃度(μg/ml)；V為解吸液體積(mL)；Vnd為標準狀態(tài)下的采樣體積(L)。

2結(jié)果與討論

2.1色譜柱的選擇

色譜柱的極性大小一定程度上決定了各目標物的出峰順序和分離效果。本實驗比較了不同極性的毛細管柱對目標物的分離效果：DB-1，DB-5和EC-wax，發(fā)現(xiàn)極性柱EC-wax對12種目標物的分離效果最好，且峰形尖銳，無拖尾峰。7 min內(nèi)全部出峰，分析效率較高(如圖1所示)。

圖1　12種目標物的標準色譜圖

2.2線性回歸方程的建立

用各目標組分的峰面積y對濃度x(μg/mL)進行線性回歸，各組分工作曲線的R值均在0.998以上，其保留時間和線性方程詳見表2。

表2　各目標組分的保留時間、線性方程、MDL、RSD、加標回收率和樣品測定結(jié)果

a: 當采用體積為10 L時，b: ND為未檢出

2.3方法檢出限

連續(xù)分析7個接近于檢出限(MDL)濃度的實驗室空白加標樣品，算出各組分濃度的標準差s，根據(jù)公式MDL=s×t(n-1,0.99)計算各組分的檢出限。其中：t(6,0.99)=3.143(置信區(qū)間為99 %，自由度為6)。當采樣量為10 L時， MDL在0.005 ~ 0.05之間，詳見表2。

2.4準確度和精密度

在6支實驗室空白吸附管中加入5 μL標準儲備液，立即密封吸附管兩端冷凍過夜保存，再按上述方法進行解析、測定，根據(jù)6支樣品的結(jié)果計算各目標組分的回收率和相對標準偏差。結(jié)果表明，12種目標物的加標回收率為74.8 % ~ 94.1 %，RSD為1.8~4.4，詳見表2。

2.5實際樣品分析

采用本方法對某化驗室所采集的實際樣品進行分析。結(jié)果表明，正己烷、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、苯系物均有不同程度檢出，這與該實驗室常用這幾種溶劑的實際相符，詳見表2。

3結(jié)語

本文建立的活性炭吸附/二硫化碳解析-氣相色譜法同時測定空氣中12種常見揮發(fā)性有機物的方法不僅具有快速高效、操作簡便的優(yōu)點，而且線性關(guān)系良好、靈敏度高、檢出限低、精密度和準確度好。檢測類別涵蓋了芳烴類、烷烴類、酯類、酮類和腈類等環(huán)境空氣及工作場所最常見的有機溶劑，為監(jiān)測環(huán)境空氣質(zhì)量、處理急性職業(yè)中毒等方面提供了技術(shù)支撐。

參 考 文 獻

[1]空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M]. 4版. 北京:中國環(huán)境科學出版社, 2007:703.

[2]朱海豹, 錢亞玲, 唐紅芳，等. 工作場所空氣重19種揮發(fā)性有機物的溶劑解析-氣相色譜測定法[M]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2014, 24(18): 2592-2595.

[3]陳小麗, 梁春霞, 蘇丹華，等. 工作場所空氣中28種揮發(fā)性有機物的氣相色譜快速測定法[J]. 職業(yè)與健康, 2011, 27(4): 768-770.

Simultaneous Determination of 12 Volatile Organic Compounds in Air by Solvent Desorption and Gas Chromatography

ZHANG XiaochunCHEN HongliLI Jinjin

(Zhongshan Environmental Monitoring Station, Zhongshan 528400, China)

AbstractThere has been developed the method for simultaneous determination of 12 kinds of volatile organic compounds including n-hexane, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, acetonitrile, acrylonitrile, benzene, toluene, ethyl benzene, o-xylene, m-xylene and p-xylene by using activated carbon adsorption/carbon disulfide desorption-gas chromatography. The results show that the above 12 kinds of substances are well separated. The correlative coefficients are above 0.998. The method detection limits are 0.005~0.05 mg/m3. Relative standard deviations are 1.8 %~4.4 %. Recoveries of actual samples are 74.8%~94.1%. The linearity, precision and accuracy of the method all meet analysis requirement.

Key wordssolvent desorption; gas chromatography; volatile organic

文章編號：1009-0312(2016)01-0049-04

中圖分類號：X832

文獻標識碼：A

作者簡介：張曉淳(1986—)，男，廣東汕頭人，工程師，碩士，主要從事環(huán)境監(jiān)測研究。

基金項目：中山市科技計劃項目(2014A2FC329)。

收稿日期：2015-04-16