固體吸附/ 熱脫附和活性炭吸附/ 二硫化碳解吸- 氣相色譜法測定環(huán)境空氣中苯系物的方法比較

莊夏芳 李 閩

（蘇州市吳江區(qū)盛澤鎮(zhèn)綜合執(zhí)法局,江蘇 蘇州215000）

苯系物是苯的衍生物的總稱,是一種常見的空氣污染物。生活中的汽車尾氣,建筑裝飾材料中的有機(jī)溶劑,如油漆的添加劑,日常生活中常見的膠粘劑,人造板家具等都是苯系化合物的污染來源。苯系物可以在人類居住和生存環(huán)境中廣泛檢出,對人體的血液、神經(jīng)、生殖系統(tǒng)具有較強(qiáng)危害,并且有一定的遺傳毒性,被世界衛(wèi)生組織（WHO）認(rèn)定為致癌物。

發(fā)達(dá)國家對苯系物的監(jiān)測方法較為成熟,我國環(huán)保部門多年來一直以《空氣和廢氣》（第四版）作為測量空氣中苯系物的方法依據(jù)。直至2010 年,出臺實施了《環(huán)境空氣 苯系物的測定 固體吸附/熱脫附- 氣相色譜法》HJ 583-2010 和《環(huán)境空氣 苯系物的測定 活性炭吸附/二硫化碳解析- 氣相色譜法》HJ 584-2010 兩種苯系物的監(jiān)測方法。本文將以苯系物中具有代表性的苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯,這7 種苯系物為例,結(jié)合工作中的實驗數(shù)據(jù),對以上兩種監(jiān)測方法進(jìn)行研究比較,并做簡單的利弊分析。

1 樣品采集和保存

1.1 固體吸附/熱脫附法

采用內(nèi)填不少于200mg 的Tenax（60～80 目）吸附劑的不銹鋼或硬質(zhì)玻璃采樣管。采樣前應(yīng)預(yù)先對采樣管進(jìn)行老化,采樣器進(jìn)行流量校準(zhǔn),并在采樣現(xiàn)場取一只采樣管與空氣采樣裝置相連,調(diào)整采樣裝置流量。常溫下,另取一只采樣管按照采樣管上流量方向與采樣器相連,以10～200ml/min 流量采集空氣10～20min。記錄采樣器流量、當(dāng)前溫度和氣壓。采集好的樣品于4℃避光密閉處可保存30d。

1.2 活性炭吸附/二硫化碳解析法

圖2 活性炭吸附/二硫化碳解析法（毛細(xì)管柱）

采用內(nèi)裝有A、B 兩段活性炭的活性炭采樣管。采樣前應(yīng)對采樣器進(jìn)行流量校準(zhǔn),在采樣現(xiàn)場取一只采樣管與空氣采樣裝置相連,調(diào)整采樣裝置流量。另取活性炭采樣管敲開兩端,與采樣器相連,檢查采樣系統(tǒng)氣密性。以0.2～0.6L/min 的流量采氣1～2h。記錄采樣器流量、當(dāng)前溫度和氣壓。采集好的樣品于避光密閉處常溫可保存8h,于-20℃冰箱中可保存1d。

2 實驗與結(jié)果

2.1 儀器型號

本實驗中,固體吸附/熱脫附法采用賽默飛氣相色譜儀GC1310 連接DANI Master TD 熱脫附儀；活性炭吸附/二硫化碳解析法采用賽默飛氣相色譜儀GC1310 連接配套液體自動進(jìn)樣裝置。

表1 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（%）

2.2 校準(zhǔn)曲線配制

固體吸附/ 熱脫附法：用甲醇逐級稀釋有證物質(zhì)標(biāo)液,配置濃度依次為5、10、25、50、100μg/ml 的 校 準(zhǔn)系列。實驗結(jié)果,7 種苯系物的校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)分別為：苯r=0.9999、甲苯r=0.9999、乙苯r=1.0000、對二甲苯r=1.0000、間二甲苯r=0.9999、鄰二甲苯r=0.9999、苯乙烯r=1.0000。

活性炭吸附/二硫化碳解析法：用二硫化碳逐級稀釋有證物質(zhì)標(biāo)液,配置濃度依次為5、10、25、50、100μg/ml 的校準(zhǔn)系列。實驗結(jié)果,7 種苯系物的校準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)分別為：苯r=0.9999、甲苯r=0.9999、乙苯r=0.9999、對二甲苯r=0.9999、間二甲苯r=0.9999、鄰二甲苯r=0.9999、苯乙烯r=0.9999。

表2 加標(biāo)回收率（%）

2.3 樣品分析

固體吸附/熱脫附法：將完成采樣的Tenax 管放入熱脫附儀中,經(jīng)二級脫附后進(jìn)入氣相色譜儀分離,由FID 檢測。色譜圖如圖1。

活性炭吸附/二硫化碳解析法：將采樣管中的活性炭取出,放入磨口具塞比色管中,加入1.00ml 二硫化碳,輕輕振動,在室溫下解吸1h 后,上機(jī)待測。樣品由自動進(jìn)樣器取樣1μl 進(jìn)入氣相色譜儀分離,由FID 檢測,色譜圖如圖2。

2.4 精密度測試

選取0.3C（30μg/ml）和0.8C（80μg/ml）兩個濃度點,分別重復(fù)測定10 次,計算各自的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差即RSD 值,結(jié)果如表1所示。

2.5 準(zhǔn)確度測試

利用實際樣品平行加標(biāo)三次,測定加標(biāo)結(jié)果,計算加標(biāo)回收率。兩種方法的加標(biāo)回收率數(shù)據(jù)如表2 所示。

3 結(jié)論

實驗分別采用固體吸附/熱脫附法（HJ 583-2010）和活性炭吸附/二硫化碳解析法（HJ 584-2010）對標(biāo)準(zhǔn)樣品和實際環(huán)境空氣樣品中的7 種苯系物進(jìn)行了檢測,結(jié)果表明,兩種方法均可繪制良好的校準(zhǔn)曲線,并具有良好的曲線相關(guān)系數(shù)。在數(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度方面也都有較好的表現(xiàn),在分析環(huán)境空氣中的苯系物中有很高的實用性。然而,在實際的實驗操作中,兩種方法也各有利弊。

固體吸附/熱脫附法（HJ 583-2010）采樣時間短,無需樣品預(yù)處理,更加自動化。Tenax 疏水性好,可以更好的吸附苯系物,且易脫附,靈敏度高。但是,樣品保存時間短,實際操作時較難實現(xiàn)。Tenax 管和熱脫附儀的加入,增加了實驗以及維護(hù)成本,并且由于Tenax 填料的有效性,使得吸附效果難免有略微差異,在數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性上略顯不足。

活性炭吸附/二硫化碳解析法（HJ 584-2010）采樣體積較大,樣品保存周期長,加標(biāo)回收和重現(xiàn)性好,成本較低。但是,采樣時間長,容易受到空氣中水蒸氣的干擾。并且,溶劑二硫化碳有毒,對實驗人員身體健康及環(huán)境均有不良影響。

以上兩種方法各有優(yōu)劣,相關(guān)部門可根據(jù)自身實際情況及監(jiān)測任務(wù)選取合適的監(jiān)測方法。