溶劑解析氣相色譜法對工作場所空氣中正己烷含量的測定

李姣(山西興新安全生產技術服務有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

目前在印刷、粘膠配制、干洗、制鞋、電子、除污、植物油提取等多個生產生活領域中均運用了正己烷，屬于直鏈烷烴，是一種有機溶劑，能夠存在于人體內，具有高脂溶性、高揮發(fā)性的特征，在工作場所中對工人的身體健康產生了一定威脅，目前已經形成了關于正己烷的職業(yè)病，屬于工作生產中的新出現的一種職業(yè)病類型。因此對工作場所進行正己烷的測量具有重要的現實意義，熱解析-氣相色譜法是傳統的測量方式，運用過程中會受到熱解析儀影響，難以達到理想的解析效果，二硫化碳解析的運用則效果良好，目前運用較為廣泛，可達95.0%～104.4%解析效率、0.2μg/mL檢出限。

1 工作場所正己烷含量測定實驗

1.1 儀器和試劑

本次實驗儀器選擇日本島津有限公司生產的日本島津GC-17A具氫焰離子化檢測器，選擇10μL，25μL微量注射器，采用30m×0.53m的毛細管色譜柱DB-FFAP，運用10mL帶蓋比色管。實驗儀器包括廣州市新港化工有限公司生產的二硫化碳，在蒸餾之后，檢測可見無雜質干擾峰，采用天津市津科精細化工研究所生產的正己烷色譜純標樣，該標樣在20℃狀態(tài)下，μL正己烷可得0.6603mg質量。

1.2 正己烷含量測定原理

此次實驗進行過程中，通過活性碳管采集工作場所空氣正己烷，采集之后對樣品進行二硫化碳解析，進樣處理，經色譜柱分離，對樣品運用氫焰離子化檢測器進行檢測，結合保留時間定性，一般設置12小時，此時峰面積定量，可用于實驗研究。

1.3 正己烷含量測定色譜條件

氣相色譜法運用過程中，要求設置色譜條件，本次實驗進行中，設置180℃氣化室溫度、50℃柱溫、200℃檢測器溫度，毛細管色譜柱DB-FFAP參數設置為30m×0.53mm，設置5mL/min柱流量，運用FID檢測器，設置1:10分流比。

1.4 繪制正己烷含量標準曲線

在10mL容量瓶之中加入5mL二硫化碳，設置15.0μL色譜純正己烷標樣，并以25μL微量注射器將二硫化碳加入進色譜純正己烷標樣之中，使用二硫化碳進行稀釋直至刻度，得出其中的濃度為990.5μg/mL。在10mL容量瓶中分別添加1.0mL色譜純正己烷標樣、2.0mL色譜純正己烷標樣、5.0mL色譜純正己烷標樣。通過二硫化碳稀釋直至刻度，設置1.0μL進樣量，此時 得 出99.0μg/mL濃 度、198.1μg/mL濃 度、495.2μg/mL濃 度、990.5μg/mL濃度。

1.5 樣品處理

實驗完成之后，將采過樣的活性碳放置于10mL比色管之中，促進其處理，他、并添加1.0mL二硫化碳完成解析工作，將管塞塞緊，振搖60s，在室溫下靜置半小時之后選取1.0μL樣品進行分析，并對實驗做空白對照。樣品空白過程中，將正己烷樣品放置放置于采樣地點，不與采樣器連接而進行樣品采集，采用與樣品采集其他全部一致的操作，以此作為空白樣品，與空氣樣品進行對比。

1.6 正己烷含量測定計算公式

此次實驗過程中運用的公式為：

式中：c為正己烷的濃度(μg/mL)；v為解析液的體積(mL)；C為空氣中正己烷的濃度(mg/m3)；D為平均解析效率(%)；v為標準采樣體積(L)；V為標準采樣體積(L)。

2 工作場所正己烷含量測定結果與分析

2.1 正己烷測定色譜柱選擇

結合工作場所的實驗環(huán)境，本次實驗中選用的色譜柱為弱極性毛細柱DB-17、極性毛細柱DB-WAX、非極性毛細柱DB-1、極性毛細柱DB-FFAP。弱極性柱與非極性柱在實驗中容易在二硫化碳后出峰，二硫化碳溶劑在具體的運用過程中容易出現拖尾現象，由此使得難以達到良好的分離效果。因此此次研究過程中，采用DB-FFAP柱，極性柱的運用可達大于1.5分離度，能夠在二硫化碳之前出峰，運用效果良好，見圖1。

圖1 標樣色譜圖

2.2 正己烷測定線性關系和檢出限

本次研究得到的正己烷標準溶液線性狀態(tài)良好，處于99.0～990.5μg/mL、區(qū)間內。構建回歸方程，表示為：Y=1834.5X+7022.6, r=0.9996

在以采集3L空氣樣品的實驗標準之下，得出0.2μg/mL檢出限，計算可得最低檢出濃度0.1mg/m3，見表1。

表1 正己烷標準系列測定結果

2.3 正己烷測定長、短時間采樣效率

進行長時間采樣，建立低濃度、中濃度、高濃度的正己烷樣品，設置19.8mg/m3低濃度正己烷、59.4mg/m3中濃度正己烷、99.0mg/m3高濃度正己烷，流量設置為20mL/min、50mL/min、100mL/min，得出表2。采樣流量最佳效率為100mL/min。

表2 長時間采樣效率

進行短時間樣品采樣，建立低濃度、中濃度、高濃度的正己烷樣品，設置79.2mg/m3低濃度正己烷、237.7mg/m3中濃度正己烷、396.1mg/m3高濃度正己烷，流量設置為50mL/min、100mL/min、200mL/min，得出表3。采樣流量最佳效率為10mL/min。

表3 長時間采樣效率

此次研究過程中，對樣品進行干擾研究，結合正己烷的純化生產工藝，研究中運用的常見干擾物質包括甲苯、間二甲苯、苯、對二甲苯、鄰二甲苯，在本次的研究條件下與正己烷樣品進行混合，在上述的研究條件下進行檢測分析，結果顯示能夠有效分離，互相之間不構成干擾。進行正己烷樣品穩(wěn)定性試驗，選取6支正己烷樣品，在研究的第一天、第二天、第五天、第七天、第十天分別進行樣品穩(wěn)定性測試，具有良好穩(wěn)定的判斷標準為損失率＜5%。得出正己烷樣品第一天穩(wěn)定性14.5μg，第二天穩(wěn)定性14.5μg，第五天穩(wěn)定性14.1μg，第七天穩(wěn)定性13.9μg，第十天穩(wěn)定性13.6μg，顯示正己烷樣品在室溫狀態(tài)下能夠保持7d。

2.4 正己烷測定精密度與重現性試驗

本次研究中，對某一特定濃度下的正己烷標準液進行連續(xù)反復6次進樣處理，為了優(yōu)化研究，計算出相對標準偏差，運用正己烷峰面積積分完成計算，可得RSD=2.2%。

在活性碳管中分別添加低濃度正己烷標準液、高濃度正己烷標準液。每一個濃度下分別設置6管，在室溫下放置12小時，運用1.0mL二硫化碳對溶液進行解析，通過正己烷峰面積積分數值得出相對標準偏差，最終得出兩個RSD數值，分別為1.9%、3.1%。

2.5 開展解析效率試驗

制作正己烷標準應用液，操作流程為在1.0mL二硫化碳中運用25μL微量注射器選取色譜純正己烷標樣20.0μL添加，混合二硫化碳與純正己烷標樣。

在未采過樣的活性炭管中分別加入3.0μL、9.0μL的正己烷標準應用液，針對一個濃度制作3管，室溫狀態(tài)下放置12小時，將1.0mL二硫化碳加入溶液中進行解析。設置1.0mL二硫化碳容器，在其中分別加入3.0μL、9.0μL標準應用液，針對一個濃度制作3管，每一管分別進行2次1.0μL進樣，并進行固體吸附劑管空白，完成之后得到95.0%～104.4%解析效率，見表4。

表4 解析效率試驗結果

2.6 樣品檢測

本次實驗研究過程中，結合國家標準物質中心，對選擇的工作場所中采集的正己烷低設置低濃度、高濃度兩個研究方式，最終得出的測定值處于標準值的不確定度區(qū)間。

3 結語

本次研究得到的正己烷標準溶液線性狀態(tài)良好，處于99.0～990.5μg/mL、區(qū)間內。以采集3L空氣樣品的實驗標準，得出0.2μg/mL檢出限，計算可得最低檢出濃度0.1mg/m3。運用正己烷峰面積積分完成計算，可得RSD=2.2%。通過正己烷峰面積積分數值得出相對標準偏差，最終得出兩個RSD數值，分別為1.9%、3.1%。加入3.0μL、9.0μL標準應用液，得到95.0%～104.4%解析效率，采用DB-FFAP柱，極性柱的運用可達大于1.5分離度，能夠在二硫化碳之前出峰，運用效果良好，本次研究結果對工作場所空氣中正己烷運用的收集方式與測量方式較為簡單、便捷、準確，測量得到的精度較高，具有較廣的線性范圍，重復性良好，對工作場所正己烷樣品分析取得了良好的運用效果。