溶劑解吸法測定空氣中的8種苯系物

蔣 凱， 盛 夏， 薛曉康

(1.上?；瘜W品公共安全工程技術研究中心，上海 200062；2.上?；ぱ芯吭河邢薰?，上海 200062)

苯系物，即苯及衍生物的總稱，廣義上的苯系物包括全部芳香族化合物，其絕對數量高達千萬種以上；狹義上的特指包括BTEX[即，苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙基苯(ethylbenzene)、二甲基苯(xylene)]在內的在人類生產生活環(huán)境中有一定分布并對人體造成危害的含苯環(huán)化合物。

目前，苯系物已經被世界衛(wèi)生組織確定為強烈致癌物質。且部分苯系物，具有易揮發(fā)、易燃等特性，人在短時間內吸入高濃度的甲苯等苯系物，可出現中樞神經麻醉，輕者頭暈、頭疼、惡心、乏力，嚴重者可致昏迷以致呼吸、循環(huán)衰竭而死亡[1]。苯系物主要來源于工業(yè)排放、機動車尾氣以及室內污染等?；S排放超標的廢氣、儲運過程中的意外泄漏及室內使用涂料、油漆、膠黏劑等裝修過程中均會導致苯系物的污染。

測定環(huán)境空氣中苯系物的方法，目前主要有兩種，分別是熱解吸法和溶劑解吸法。前者主要通過Tenax吸附管進行富集，再通過熱脫附的方法進行檢測分析；后者主要是通過活性炭采樣管進行富集目標物，再通過二硫化碳解吸，進而進行檢測分析[2-5]。

鑒于熱解吸法前期需要花費大量的時間，進行Tenax管的老化，需要特定的儀器設備支持，且苯系物殘留問題嚴重；而溶劑解吸法對設備要求不高，且操作簡便，無需前期的老化處理，本底影響較小，故而本文主要對溶劑解吸法進行討論。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Agilent 7890B氣相色譜儀(帶FID檢測器),美國安捷倫公司；嶗應3072型智能雙路煙氣采樣器，青島嶗山應用技術研究所；活性炭采樣管；

純化二硫化碳(CNW Technologies), 德國；8種苯系物混合標準溶液(10 00 mg/L，純度均大于99% ，O2si smart solutions)，美國。

1.2 氣相色譜條件

色譜柱：DM-WAX毛細管柱，30 m×250 μm×0.25 μm；載氣：氮氣；柱箱溫度：60 ℃保持5 min，以10 ℃/min升至100 ℃保持1 min，再以40 ℃/min升至200 ℃保持1 min；柱流量：1.2 mL/min；進樣口溫度：240 ℃；分流比：20∶1;檢測器溫度：240 ℃；氫氣流量30 mL/min；空氣流量：400 mL/min；尾吹氣流量25 mL/min。

1.3 樣品的采集、保存及提取

1.3.1 樣品的采集

調整煙氣采樣器流量至0.5 L/min，保持該流量60 min。采樣結束，使用配備的密封橡膠圈封住頭尾開口處。

1.3.2 樣品的保存

樣品吸附管需要避光密封儲存，室溫條件下，在7 h內測定；否則，應儲存于-20 ℃冰箱中，儲存期限為24 h。檢測分析前，待測吸附管需恢復至室溫。

1.3.3 樣品的提取

將活性炭采樣管中的活性炭取出，再加入1.00 mL二硫化碳，蓋上蓋子密封后，用手振動1 min，在室溫下靜置解吸1 h后，待測。

2 結果與討論

2.1 色譜分離結果

由圖1可知，8種苯系物均有較好的分離，且方法分析時長僅13.5 min。相比于HP-5等弱極性色譜柱，該色譜柱可完全分離8種苯系物，尤其是3種二甲苯類的異構體。

1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-對二甲苯；5-間二甲苯；6-異丙基苯；7-鄰二甲苯；8-苯乙烯

2.2 標準曲線和方法檢出限

將8種苯系物的混合標準溶液逐級稀釋，得到質量濃度為0.5、1.0、10、20、50 μg/mL，即16.7、33.3、333.3、666.7、1 666.7 μg/m3(以30 L的采樣體積計)的標準系列溶液。如表1所示，8種苯系物的線性相關系數在0.999 6～0.999 9，線性關系非常好，其中，表1中所示的線性方程是以標準溶液質量濃度(μg/mL)為橫坐標，相應的峰面積為縱坐標擬合得到的。

對標準曲線最低濃度點進行7次平行測定，用以計算各個苯系物的最低檢出限。公式如式(1)。

MDL=S×t(n-1,0.99)

(1)

式中：S為平行測定的標準偏差；t(n-1，0.99)為置信度為99%、自由度為n-1時的t值，在此t(6，0.99)=3.143；n為重復分析樣品的次數。

2.3 回收率與精密度

采用對空白樣品進行加標回收實驗來檢驗方法的準確性和精密度，按照上述樣品處理步驟分別對6個0.5 μg/mL的標準混合溶液和6個20 μg/mL的標準混合溶液進行連續(xù)分析，結果見表2。最終得到8種苯系物的相對標準偏差范圍為0.79%～4.01%，回收率范圍為99.8%～107.0%，表明該方法在對應的濃度范圍內可以獲得可靠滿意的檢測結果。

表1 8種苯系物的線性方程、相關系數和檢出限

表2 方法的加標回收率及RSD(n=6)

2.4 樣品的測定

采用上述檢測分析方法，對上海某工廠的3處測點進行了檢測，結果詳見表3。如表3所示，測點I和測點Ⅱ含有甲苯，測點III未檢出該8種苯系物。

表3 測量點Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中苯系物的含量

3 結論

本文采用溶劑解吸法可在較短的分析時間內有效分離上述8種苯系物，且對3種二甲苯的異構體也有較好的分離效果。相較于固體吸附熱脫附法，苯系物的本底值較小，操作更加簡便，成本更低，適用于大部分實驗室。且該方法具有較好的方法精密度和準確度，適用于環(huán)境空氣中苯系物的檢測分析。