硅胶管吸附气相色谱法测定气体中的乙酸、丙酸

陆 梅，邓爱萍

(1.淮安市环境监测中心站，江苏 淮安 223001;2.江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036)

0 引言

作为重要的化工原料，乙酸和丙酸对环境尤其是空气的污染越来越得到人们的重视，在实际环境监测中经常要求测定空气中的乙酸和丙酸。《工作场所空气有毒物质测定羧酸类化合物》(GBZ/T 160.59—2004)中规定，空气中乙酸和丙酸用硅胶管吸附，乙酸用甲酸解吸，丙酸用丙酮解吸，再分别用FFAP填充柱测定［1］。在实际操作中两种溶剂分别解吸很繁琐，而且该标准的检出限分别为8 mg/m3和4 mg/m3，远不能满足实际监测需要。通过一系列比对实验，用丙酮同时解吸硅胶管里的乙酸和丙酸，采用较常用的INNOWAX毛细管色谱柱对丙酮、乙酸和丙酸3种物质得到很好的分离，30 L采样体积的检出限乙酸为1.0 mg/m3、丙酸为0.5 mg/m3，能够同时满足空气和废气的检出要求。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

气相色谱仪：安捷抡7890—FID。

乙酸、丙酸标准使用液(20 mg/mL)：在2 mL容量瓶中加入少量丙酮，在电子天平上准确向此容量瓶中分别加入0.040 0 g的乙酸和0.040 0 g的丙酸，用丙酮定容至刻度线。此使用液分别含乙酸和丙酸20 mg/mL。

丙酮(色谱纯);甲酸(色谱纯)(作为解吸剂与丙酮比较)。

硅胶管，溶剂解吸型，内装300 mg/150 mg硅胶。

溶剂解吸瓶，5 mL。

1.2 色谱条件

色谱柱：HP INNOWAX柱：30 m ×320 μm ×0.5 μm;恒流模式：1.0 mL/min;进样口：200℃;分流比(10∶1);FID检测器：200℃;炉温：140℃。进样量：1 μL。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的采集、运输和保存

在采样点，打开硅胶管两端，采集15～1 000 L(流量0～3 L/min和0～500 mL/min)气体样品。采样后，立即封闭硅胶两端，置清洁容器中运输保存。空白样品：将硅胶管带至现场，除不连接空气采样器采集空气外，其余操作同样品。

1.3.2 工作曲线绘制

分别移取 0，5，10，20，50，100 μL 乙酸、丙酸混合标准使用液于6个2 mL容量瓶中，用丙酮定容至2 mL，此系列标样含乙酸、丙酸含量分别为0，50，100，200，500，1 000 mg/L。

按1.2色谱条件上机检测。以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标绘制工作曲线。连续5日工作曲线测定见表1。

表1 工作曲线

1.3.3 样品测定

先将溶剂吸附剂管的前段倒入解吸瓶中解吸并按1.2色谱条件上机检测测定。吸附剂的穿透容量乙酸为2.4 mg，丙酸为50 mg。如果测定结果显示未超出附剂的穿透容量时，后段可以不用解吸和测定;当测定结果显示超出吸附剂的穿透容量时，再将后段吸附剂倒入解吸瓶中解吸并测定，测定结果计算时将前后段的结果相加后作相应处理。

2 结果与讨论

2.1 解吸溶剂的选择

比较了甲酸和丙酮两种解吸剂，结果发现解吸效率二者没有显著区别(表2)，但是甲酸溶剂中存在乙酸和丙酸的干扰峰，尤其是分析纯试剂中，甲酸中的乙酸干扰蜂达到了20～50 mg/L，这样就会严重影响低浓度的气体测定。同时，甲酸溶剂刺激性强，腐蚀性也很强，因此以丙酮同时解吸硅胶管里的乙酸和丙酸。

表2 解吸效率

2.2 工作曲线线性范围考察

实验分别配制浓度为 0，5，10，20，50，100，200，500，1 000，1 500，2 000，3 000 mg/L 乙酸、丙酸混合标准系列按1.2上机检测，结果表明乙酸在10～40 mg/L之间、丙酸在5～20 mg/L之间相关系数小于0.995 0，在大于2 000 mg/L以后随着浓度的上升，乙酸和丙酸曲线下弯的都明显。乙酸在50～1 000 mg/L、丙酸在20～1 000 mg/L时相关系数可以达到0.999 5以上。该实验认为乙酸在50～2 000 mg/L的浓度范围、丙酸在20～2 000 mg/L浓度范围工作曲线已能满足一般气体检测要求，对于低浓度气体样品要加大采样体积，高浓度气样要适当减少采样体积。

2.3 检出限和加标回收实验

2.3.1 检出限试验

根据低浓度的平行测定的标准偏差来计算方法检出限。在采样效率为100%的前提下采集不含目标化合物的空气30 L，用丙酮解吸后加入乙酸和丙酸，使丙酮中乙酸的含量为5 mg/L、丙酸为2 mg/L，按1.2方法上机检测，计算7次平行测定结果的标准偏差，按照3倍标准偏差计算。计算结果为该方法的检出限乙酸为1.0 mg/m3、、丙酸为0.5 mg/m3。

2.3.2 精密度和准确度试验

同一空气样进行5次全程序平行加标(解吸液加标)测定，计算相对标准偏差和加标回收率。测定结果见表3。

表3 加标回收率和标准偏差结果(采样效率为100%)

2.4 样品测定结果

对淮安市某工厂废气样检测，测定结果浓度分别为10.2 mg/m3和 0.0 mg/m3，实际样品色谱图见图2，200 mg/L加标样(解吸液加标)色谱图见图1。

图1 200 mg/L加标样标准色谱

图2 某实际样品色谱

3 结论

经条件优化后用硅胶管吸附、丙酮溶剂解吸、气相色谱分析空气中的乙酸和丙酸的方法准确度、精密度和检出限能够满足实际测定的要求。实验证明，该方法值得推广。

［1］中华人民共和国国家职业卫生标准.工作场所有毒物质测定 羧酸类化合物〔GBZ/T 160.59—2004〕.1- 3.

［2］李小娟.空气中四种羧酸的同时测定.中国劳动卫生职业杂志〔J〕，2011，29(6)：20- 21.