气相色谱法同时测定工作场所空气中的19种常见有
发布时间：2020-09-05作者：lht来源：点击：次
随着经济的发展,工作场所空气中存在的挥发性有机物种类越来越多,使用量越来越大。目前,企业生产过程中经常使用酮类、苯系物、酯类及烷烃类等有机物[1],国家制定了挥发性有机物的采集和测定方法,但其使用不同的色谱柱、不同的色谱条件分别测定,费时费力,而且无法快速进行定性、定量分析[2]。本文结合实际工作,将平时常检测的19种有机物同时检测,这对实际检测工作来说意义重大。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
仪器:气相色谱仪,带Al1310自动进样器、氢火焰离子化检测器;配备的标准2 mL溶剂解吸瓶;10 μL微量注射器;TG-WAXMS(60 m×0.32 mm×1.0 μm)毛细管色谱柱;100 mg/50 mg溶剂解吸型活性炭管。
试剂:二硫化碳(无苯),纯度≥99.5%,戊烷、正己烷、正庚烷、辛烷、壬烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、环己酮均为色谱纯,纯度≥99.0%,由天津市科密欧化学试剂有限公司生产。
1.2 方法
1.2.1 色谱操作条件
毛细管色谱柱TG-WAXMS(60 m×0.32 mm×1 μm),分流比为10∶1;载气为N2,流速为1.5 mL/min;进样口温度为210 ℃;柱箱升温程序:由45 ℃(保持3 min)以5 ℃/min升温至120 ℃;由30 ℃升至210 ℃(保持5 min)。FID温度为250 ℃,H2流量为35 mL/min,空气流量为350 mL/min。
1.2.2 标准曲线绘制
取一定量标准溶液,用二硫化碳稀释成不同浓度的标准使用液;进样1 μL,以保留时间定性,测定色谱峰峰面积定量;根据峰面积的均值和对应各标准溶液浓度,绘制标准曲线。
1.2.3 现场采样
样品采集应按照《工作场所空气中有毒物质监测的采样规范》(GB/Z 159—2004)进行。首先在采样点打开活性炭管两端。对于短时间采样,在采样点用采样泵以100 mL/min流量采15 min;对于长时间采样,在采样点用采样泵以50 mL/min流量采集2～8 h空气样品。采样后,立即封闭活性炭管两端,按标准要求运输和保存。采集的样品在室温下可保存7 d,放置4 ℃冰箱内可保存14 d,同时做现场空白样品。
将采集样品的前后段活性炭分别放入溶剂解吸瓶中,各加入1.0 mL二硫化碳,盖紧后,解吸30 min,不时振摇,样品溶液供测定。参照仪器操作条件,进样1.0 μL。用与标准溶液相同的测定条件测定样品溶液和样品空白溶液,测得峰面积值,由标准曲线或回归方程得到样品溶液中有机物的测定浓度,由标准曲线得到各有机化合物的浓度(μg/mL),如表1所示。
表1 各组分线性范围、回归方程、相关系数、最低检出浓度、解吸效率及RSD 导出到EXCEL
| 名称 | 线性范围(μg/mL) | 回归方程 | 相关系数 | 最低检出浓度(mg/m3) | 解吸效率(%) | RSD(%) | |
| 戊烷 | 0～800 | y=-0.367 0 x+0.041 5 | 0.999 5 | 0.12 | 99.8 | 2.6 | |
| 正己烷 | 0～800 | y=-0.356 9x+0.044 6 | 0.999 6 | 0.1 | 100 | 3.1 | |
| 正庚烷 | 0～800 | y=-0.307 5 x+0.038 6 | 0.999 5 | 0.1 | 100 | 2.7 | |
| 辛烷 | 0～800 | y=-0.426 4 x+0.046 6 | 0.999 7 | 0.3 | 98.5 | 2.9 | |
| 壬烷 | 0～800 | y=-0.426 4 x+0.046 6 | 0.999 8 | 0.28 | 98.7 | 3.5 | |
| 乙酸甲酯 | 0～800 | y=-0.089 2x+0.013 0 | 0.999 3 | 0.25 | 97.3 | 3.6 | |
| 乙酸乙酯 | 0～800 | y=-0.180 5 x+0.019 3 | 0.999 5 | 0.2 | 96.9 | 2.3 | |
| 乙酸丙酯 | 0～800 | y=-0.189 2 x+0.023 6 | 0.999 6 | 0.3 | 95.8 | 3.3 | |
| 乙酸丁酯 | 0～800 | y=-0.223 9 x+0.027 5 | 0.999 6 | 0.23 | 98.5 | 2.5 | |
| 丙酮 | 0～800 | y=-0.170 0x+0.020 8 | 0.999 6 | 0.5 | 93.6 | 3.9 | |
| 丁酮 | 0～800 | y=-0.227 6 x+0.025 2 | 0.999 5 | 0.3 | 93.4 | 3.7 | |
| 苯 | 0～800 | y=-0.383 9 x+0.051 3 | 0.999 7 | 0.1 | 93.2 | 2.8 | |
| 甲苯 | 0～800 | y=-0.378 4 x+0.050 4 | 0.999 7 | 0.3 | 92.9 | 3.3 | |
| 乙苯 | 0～800 | y=-0.377 9x+0.050 8 | 0.999 6 | 0.3 | 94.5 | 4 | |
| 对-二甲苯 | 0～800 | y=-0.364 6 x+0.049 3 | 0.999 6 | 0.2 | 92.2 | 4.1 | |
| 间-二甲苯 | 0～800 | y=-0.381 6 x+0.050 3 | 0.999 7 | 0.2 | 92.4 | 4.3 | |
| 邻-二甲苯 | 0～800 | y=-0.371 6 x+0.050 3 | 0.999 6 | 0.2 | 90.8 | 4.2 | |
| 苯乙烯 | 0～800 | y=-0.348 2x+0.050 1 | 0.999 7 | 0.4 | 80.1 | 4.9 | |
| 环己酮 | 0～800 | y=-0.256 4 x+0.032 9 | 0.999 6 | 0.1 | 90.4 | 3.2 | |
根据《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》(GB/Z 159—2004)的要求,按照式(1)计算空气中被测物质的浓度。
C=(C1+C2)×V/(V0×D)(1)
式中,C为被测物质在空气中浓度,mg/m3;C1、C2为测得的前后样品溶液中被测物质浓度(减去样品空白),μg/mL;V为样品溶液的体积,mL;V0为标准采样体积,L;D为解吸效率,%。
2 结果与讨论
2.1 通过试验选出最优的色谱条件
由于多种挥发性有机物的极性各不相同,本试验对各种色谱参数进行系统优化,优化的参数包括:进样口与检测器温度、柱流速、色谱柱升温程序、分流比及尾吹流速。本方法选择极性的TG-WAXMS毛细管柱,能确保各种待测的有机物很好地分离,从而获得最佳测定条件,19种被测物质的样品色谱图及其出峰顺序如图1所示。
图1 样品色谱图
图1 样品色谱图 下载原图
2.2 采用本试验所确定的色谱条件
测定每种有机物的线性范围和检出限,按本试验条件测定标准系列,进样体积为1.0 μL,根据对应的出峰面积与质量浓度,得到回归方程。由表1得知,19种有机物各组分的相关系数均不小于0.999 3,以3倍噪声所对应的待测物浓度计算其检出限,最低检出浓度(以采集1.5 L空气样品计)介于0.1～0.5 mg/m3,具体数据如表1所示。
2.3 测定其方法精密度和解吸效率
取18支活性碳管,分3组,每组6支,分别加入高、中、低三个剂量的混合标准溶液,封闭两端放置过夜,加入1.0 mL二硫化碳进行解吸。同时,做空白试验,计算前减去空白值。按照上述方法测定,平均精密度和平均解吸效率结果如表1所示。精密度和解吸效率均能够满足国家相关职业卫生标准要求。
3 结论
工作场所中经常共存的挥发性有机物的种类[3,4]是很多的,人们需要对空气中未知的有机物进行测定。本研究探讨了一种简单、快速,结果准确可靠,分离效果好,能同时检测19种常见有机物的气相色谱测定方法,该方法的各项技术指标满足《职业卫生标准制定指南 第4部分:工作场所空气中化学物质测定方法》(GBZ/T 210.4—2008)的技术要求[5],同时满足职业卫生检验实际工作的要求。此方法极大提高了实际检测效率,同时又减少二硫化碳试剂的用量,可广泛用于工作场所中多种有机物毒物的同时测定。