印制電路板工廠有機廢氣中苯檢測方法的探討

李 茹

（生益電子股份有限公司，廣東 東莞 523127）

0 引言

印制電路板生產(chǎn)過程中使用到較多原輔材料，其中油墨在使用過程中揮發(fā)的有機廢氣需執(zhí)行嚴格的有機廢氣排放標準，其中苯的最高允許排放濃度僅為1 mg/m3。原材料的MSDS（Material Safety Data Sheet）化學品安全技術(shù)說明書顯示其并不含有苯，但使用HJ 584-2010《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》對印刷工序的抽風系統(tǒng)排放口進行檢測時，總能測試出一定量的苯。為了更準確地分析其原因，我們用該檢測方法對所有原輔材料的揮發(fā)組分進行排查，發(fā)現(xiàn)一種原材料油墨的揮發(fā)組分疑似含有高濃度苯。由于原材料供應商配方中并不含有苯，因此，我們針對這種油墨的揮發(fā)性組分的檢測過程進行全面分析，研究造成這種檢測結(jié)果偏差的原因。

1 分析研究過程

取樣方法：取一桶未開封的油墨，開蓋，將兩根乳膠管通過桶口伸入桶的上層空氣中，每根乳膠管連接一根裝有活性炭的玻璃取樣管，玻璃取樣管的另一端再用乳膠管連接至大氣采樣泵。開啟泵采樣5 min（認為桶上方的空氣中油墨揮發(fā)物較濃，不需要更長時間），采樣量5 L。

樣本制作：將活性炭倒入色譜樣品瓶中，加入1 mL的無苯二硫化碳。室溫下靜置30 min后脫附，同時取2支平行樣。

分析儀器：氣相色譜儀島津 GC-2014C。

分析條件：色譜柱：H P-1(D B-1)，30m×1 mm×0.25 μm；進樣口溫度：150 ℃；進樣量：1 μl無苯二硫化碳；分流比：1/10；恒定壓力：168 kPa；初始柱流量：2.6 mL/min；升溫程序：65 ℃恒溫5 min，以5 ℃/min的速率升溫至90 ℃；檢測器：FID；溫度：250 ℃。

根據(jù)條件進行檢測分析，得到樣品色譜圖，結(jié)果見圖1所示。

圖1 初始條件檢測譜圖

譜圖上的保留時間為2.603 min的譜峰被儀器認為是苯，峰形有前伸。觀察其標準物質(zhì)苯的譜圖，其保留時間為2.5 min，峰形脫尾。峰形反映了組分物質(zhì)與毛細管內(nèi)涂層吸附的強弱與方式。因此懷疑此物質(zhì)在此種色譜條件下因保留時間相近被誤認為是苯。

若在合理區(qū)間內(nèi)較大幅度改變分析參數(shù)，此組分的色譜峰與苯的色譜峰有可能保留時間差距進一步拉大，從而徹底分開，證明其不是同一種物質(zhì)。

分析條件：色譜柱：HP-1（DB-1），30 m×1 mm×0.25 μm；進樣口溫度：200 ℃；進樣量：1 μl；分流比：1/10；恒定壓力：168 kPa，初始柱流量2.6 ml/min；升溫程序：40 ℃恒溫5 min，以15 ℃/min的速率升溫至90 ℃，恒溫3 min；檢測器：FID，溫度：250 ℃。

根據(jù)分析條件進行檢測分析，并得到樣品色譜圖及標樣色譜圖，結(jié)果見圖2、圖3所示。

圖2 樣品色譜圖

圖3 標樣色譜圖

結(jié)果分析：改變條件后的圖譜分析樣品譜圖上被誤認為苯的組分的保留時間為4.5 min，出峰持續(xù)時間4.3 min至4.65 min。標樣譜圖上苯的保留時間為4.15 min，出峰持續(xù)時間4.05 min至4.2 min。兩者出峰時間已經(jīng)徹底分開，無重疊部分。證明了兩者不是同一種物質(zhì)，此物質(zhì)干擾了初始檢測條件的苯的檢測，被誤認為苯。為進一步確認該物質(zhì)具體組分，我們將前期經(jīng)無苯二硫化碳萃取后待質(zhì)譜分析的油墨揮發(fā)物的平行樣，裝在Agilent 1.5 mL的色譜樣品瓶中，低溫保存，將樣品送實驗室做質(zhì)譜分析，并得到譜圖。分析條件為：色譜柱：DB-5MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm；進樣口溫度：150 ℃；進樣量：1 μl，分流比：1/10；恒流模式：1.0 ml/min（氣質(zhì)聯(lián)用GCMS要抽真空，需要小流量）；升溫程序：65 ℃恒溫5 min，以5 ℃/min的速率升溫至90 ℃；檢測器：MS。

根據(jù)分析條件進行檢測分析，并得到質(zhì)譜的總離子流圖TIC檢測譜圖，結(jié)果見圖4所示。

圖4 樣品與苯系物標準品TIC疊加對比圖

結(jié)果分析：苯的質(zhì)譜圖的一個顯著特征就是m/z為78的質(zhì)譜峰異常強大，高高突出，這是由苯的高度對稱的環(huán)狀烯烴結(jié)構(gòu)決定的。在樣品各譜峰的質(zhì)譜圖中，均未在m/z為78的位置發(fā)現(xiàn)強峰，再一次證明了樣品無苯。通過對樣品中各TIC峰質(zhì)譜圖與NIST（美國國家標準與技術(shù)研究所）譜圖搜索出來的物質(zhì)比較，該干擾物質(zhì)為丙二醇單甲醚（C4H10O2）。同理，排放口中影響苯的檢測結(jié)果的亦是該物質(zhì)。

2 結(jié)論

通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)在使用氣相色譜法對氣體中的苯系物進行測定時，部分物質(zhì)（如丙二醇單甲醚C4H10O2）會干擾檢測，苯的檢測結(jié)果會出現(xiàn)失真情況。應適當?shù)恼{(diào)整檢測條件排除該物質(zhì)的干擾，才能反映真實的廢氣處理設施的處理效果，幫助企業(yè)有效改善廢氣處理效果。