衛(wèi)生香燃香過(guò)程中總揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定分析

＊陳金鳳

（國(guó)家燃香類產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 福建 362600）

在傳統(tǒng)文化的影響下，我國(guó)仍保持著拜佛、拜祖的習(xí)俗。隨著香道行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)衛(wèi)生香的要求越來(lái)越高。但是，衛(wèi)生香產(chǎn)品的過(guò)度燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的苯、甲苯、甲醛等有害物質(zhì)，在短期內(nèi)會(huì)引起頭痛、惡心、過(guò)敏等令人不快的癥狀，從而致癌。為了確保衛(wèi)生香燃香的質(zhì)量，衛(wèi)生香燃香的活動(dòng)受國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《條件》和《方法》的約束，定義了一般揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的指標(biāo)和方法。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，使用熱解吸氣相色譜儀測(cè)定燃燒后香產(chǎn)品中總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的濃度。很多人擔(dān)心衛(wèi)生香燃香過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。在這里，我們結(jié)合衛(wèi)生燃香特性，以TVOC含量作為判斷依據(jù)。

1.衛(wèi)生香和TVOC的概念

衛(wèi)生香制香原料來(lái)源廣泛，以天然來(lái)源的普通商品原料為主要原料。如檀香沉淀物、艾草等天然芳香植物等，根據(jù)有效的復(fù)合香料，達(dá)到改善環(huán)境、促進(jìn)身體健康的原則。有助于香化室內(nèi)環(huán)境、抑菌防蟲(chóng)、調(diào)理身心等作用。然而，隨著人們對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求不斷提高，人們開(kāi)始擔(dān)心燒香時(shí)釋放的異味會(huì)對(duì)人體造成傷害。在燒香過(guò)程中，主要產(chǎn)生二氧化碳和一些揮發(fā)性有機(jī)化合物，其中揮發(fā)性有機(jī)化合物是最令人不安的物質(zhì)。

總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）是指室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133.32Pa的有機(jī)化合物。它的沸點(diǎn)在50℃～250℃之間。它可以存在于空氣中，在有毒、刺激性、致癌和特殊氣味影響皮膚和粘膜的環(huán)境中對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）將TVOC定義為在大氣中發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的任何碳化合物，但一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物、碳酸鹽和碳酸銨除外。TVOC的來(lái)源廣泛，包括建筑材料、洗滌劑、化妝品、蠟制品、地毯、家具、粘合劑等。主要類別有：苯、烷烴、芳烴、烯烴、鹵代烴、酯、醛、酮等。

2.衛(wèi)生香燃香過(guò)程中TVOC檢測(cè)的現(xiàn)狀與探討

我國(guó)TVOC檢測(cè)起步較晚，尚未制定良好的整體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。不同行業(yè)的TVOC測(cè)試存在一定差距。由于苯系物是TVOC的重要組成部分，所以有些人只發(fā)現(xiàn)TVOC，而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)苯系物。但是，在某些情況下，只檢測(cè)到總苯而未檢測(cè)到TVOC。這取決于檢測(cè)過(guò)程中的要求和條件。總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）對(duì)技術(shù)和設(shè)備的要求很高。通常使用氣相色譜，但也使用熒光光譜、離子色譜和反射干涉光譜。根據(jù)《方法》和《條件》，結(jié)合GB/T 26393-2011《燃香類產(chǎn)品有害物質(zhì)測(cè)試方法》，對(duì)于衛(wèi)生香燃香進(jìn)行了規(guī)范，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了（TVOC）的相關(guān)指標(biāo)和方法，采用氣相色譜法測(cè)定衛(wèi)生香燃香過(guò)程中TVOC的含量。

3.衛(wèi)生香燃燒過(guò)程中TVOC的測(cè)定方法

(1)原則

用Tenax-TA吸附管收集一定體積的空氣樣品，將空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物保持在吸附管內(nèi)。采用熱解吸裝置加熱吸附管，得到揮發(fā)性有機(jī)物的分解氣體，注入質(zhì)譜儀進(jìn)行色譜分析，保證定性保留和定量峰面積。

(2)儀器

型號(hào)：空氣采樣時(shí)流量穩(wěn)定，流量范圍0.1L/min～ 0.5L/min。熱吸裝置：可在吸管內(nèi)進(jìn)行熱解吸，并可調(diào)節(jié)載氣的解吸溫度和速度。氣相色譜儀：配備氫火焰離子化檢測(cè)器。毛細(xì)管柱：長(zhǎng)30m～50m，內(nèi)徑0.32mm或石英柱0.53mm，內(nèi)襯聚二甲基硅氧烷，膜厚1μm～5um，色譜柱操作條件：程序溫度50℃～250℃，初始溫度50℃，保溫10min，250℃時(shí)升溫速度為5℃/min，保持2min。注射器： 1μl、10μl、1ml、100ml注射器（1000支）。電恒溫：適用于熱脫附氣相色譜法E.0.6，可保持60℃恒溫。

(3)試劑和材料

Tenax-TA吸附管：200mg直徑0.18mm～0.25mm（60目～ 80目）Tenax-TA吸管和拋光玻璃或不銹鋼管內(nèi)壁，使用前必須用氮?dú)饧訜峄罨罨瘻囟缺仨毟哂诮馕罨瘻囟群蜁r(shí)間不少于30min，游離雜質(zhì)峰被活化。

標(biāo)準(zhǔn)品：苯、甲苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、標(biāo)準(zhǔn)的十年溶液或氣體。

輸送氣體：氮?dú)猓兌炔坏陀?9.99%）。

(4)采樣

①樣品采集。吸附管老化Tenax-TA：在一定方向插入新的吸附管吸熱機(jī)，切換到氮?dú)?0ml/min，舊溫度和時(shí)間335℃ 2h（吸附管老化0.5h）在老化后吸收器的橡膠封蓋兩端，存放在干燥機(jī)中。

②抽樣。采樣點(diǎn)放置在一個(gè)封閉的1.8m×1.8m×1.8m玻璃盒子中間。采樣點(diǎn)應(yīng)避免膨脹。采樣點(diǎn)的高度原則上與人體呼吸帶的高度相近，相對(duì)高度在0.5m～1.5m之間。將大氣樣品與Tenax-TA吸收管連接，置于采樣點(diǎn)，在密閉玻璃盒中央點(diǎn)燃質(zhì)量為（0.6T×0.020）g的香爐。從點(diǎn)火開(kāi)始計(jì)時(shí)。進(jìn)樣時(shí)間40min，流量0.5L，進(jìn)樣量20L。在每個(gè)樣品之前取一個(gè)白色樣品進(jìn)行分析。

(5)標(biāo)準(zhǔn)系列的編制

可根據(jù)實(shí)際情況選擇標(biāo)準(zhǔn)外氣法或標(biāo)準(zhǔn)外液法。

①標(biāo)準(zhǔn)外氣法。通過(guò)吸附管精確提取100ml、200ml、 400ml、1L、2L標(biāo)準(zhǔn)氣體，氣體組分濃度約為1mg/m2，即標(biāo)準(zhǔn)系列。

②標(biāo)準(zhǔn)液外法。取0.05mg/ml、0.1mg/ml、0.5mg/ml、 1.0mg/ml、2.0mg/ml標(biāo)準(zhǔn)溶液和吸管中的1U～-5注射液，取單組分含量0.05mg/ml、0.1mg/ml、0.5mg/ml、1.0mg/ml、 2.0mg/ml標(biāo)準(zhǔn)液注入吸管。使用100ml/min氮?dú)馔ㄟ^(guò)吸附管時(shí)，5min后取出，密封為標(biāo)準(zhǔn)系列。

(6)熱解吸氣相色譜

您可以根據(jù)當(dāng)前情況選擇以下方法之一。如有爭(zhēng)議，以方法1為準(zhǔn)：

方法1：通過(guò)直接注入熱解吸的氣相色譜法。

將吸管插入直接熱解吸取樣裝置。在250℃～325℃解吸后，解吸后的氣體通過(guò)進(jìn)樣閥直接送入質(zhì)譜儀進(jìn)行色譜分析，測(cè)定保留時(shí)間和峰面積。

方法2：熱解吸后手動(dòng)進(jìn)樣的氣相色譜法。

將吸管插入熱脫附裝置并與100ml注射器（預(yù)熱至60℃）連接。氮?dú)庥糜诮馕俾?0ml/min-60ml/min 250℃～325℃，解吸體積50ml～100ml。解吸體積在60℃下平衡30min。平衡氣1ml的質(zhì)譜是色譜分析確定保持時(shí)間和峰面積。

(7)標(biāo)準(zhǔn)曲線

標(biāo)準(zhǔn)系列吸附管采用熱裂解吸入色譜法進(jìn)行分析。以各組分含量（UG）為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程。

(8)樣品分析

每個(gè)吸樣管和非進(jìn)樣管均采用相同標(biāo)準(zhǔn)系列的氣相色譜分析方法進(jìn)行熱脫附定性保持時(shí)間和峰面積定量分析。

(9)計(jì)算

采集的空氣樣本中各組分濃度的計(jì)算方法如下：

式中：

cm：空氣樣品中該組分的濃度（mg/m）；mi：樣品管中組分I的量（ug）；m0：樣品管中組分I的含量（μg）；V：空氣采樣量（L）。

將空氣樣品中各組濃度換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下的濃度，公式如下：

式中：

cm：標(biāo)準(zhǔn)條件下空氣樣品中的成分濃度（mg/m3）；p：采樣點(diǎn)的大氣壓力；t：采樣的溫度（℃）。

收集的空氣樣本中總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的濃度計(jì)算如下：

式中：

CTVOC：標(biāo)準(zhǔn)條件下空氣樣本中總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的濃度（mg/m2）。

注意事項(xiàng)：

①對(duì)于不明峰，可以使用甲苯計(jì)。

②當(dāng)保留時(shí)間相同或幾乎相同的組分對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定產(chǎn)生干擾時(shí)，應(yīng)通過(guò)選擇合適的氣相色譜柱或更嚴(yán)格的選擇分析和條件調(diào)整系統(tǒng)來(lái)將干擾降至最低。

4.總結(jié)

建立了熱解吸和氣相色譜法測(cè)定香樣品中總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）濃度的方法。該方法通過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)溶劑污染解決，準(zhǔn)確度小于3%（RSD），滿足測(cè)定衛(wèi)生香燃香中揮發(fā)性有機(jī)物一般濃度的要求。

通過(guò)上述方法，我們可以通過(guò)氣相色譜法測(cè)定特定條件下香火燃燒過(guò)程中的TVOC含量，從而可以判斷所選衛(wèi)生香的質(zhì)量是否良好。對(duì)客戶來(lái)說(shuō)，選擇安全香不僅可以滿足香的正常使用，還可以判斷衛(wèi)生香香料中使用的某種香精會(huì)不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，這既保證了質(zhì)量，也為開(kāi)發(fā)更好的產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。