室内苯系污染物采样和检测方法及防治措施研究

白瑞芳

【摘要】本文介绍了苯系污染物的特性、主要来源（室内空气）及危害，进而重点介绍了室内空气中苯系污染物的检测，包括采样方法和检测方法两大部分，最后给出了具体的防治办法。

【关键词】苯系污染物；室内空气；检测；研究

Methods and prevention measures of sampling and testing of indoor pollutants BTEX

Bai Rui-fang

（Handan Municipal Environmental Monitoring Center Station Handan Hebei 056000）

【Abstract】This article describes the characteristics of benzene contamination， the main source （indoor air） and damage， and then focuses on the detection of benzene in indoor air pollutants， including sampling methods and detection methods into two parts， and finally given the specific prevention approach.

【Key words】Benzene contamination；Indoor air；Detection；Research

1. 苯系污染物

随着经济水平的不断提高，房屋建筑已经成为人们生活中不可缺少的组成部分，室内空气污染问题，尤其是苯系污染物问题，日益受到人们的重视。若想做好苯系污染物的防治，首先要了解它的特性、危害以及来源。

1.1 苯系污染物的特性。 苯系污染物，即苯、甲苯、乙苯以及二甲苯等一系列有机化合物的总称。其中苯是一种液体，沸点为80℃，无色而且具有特殊芳香气味；甲苯和二甲苯属于苯的同系物，能和醇、醚、丙酮以及四氯化碳等物质实现良好互溶，但微溶于水[1]。

1.2 苯系污染物的危害。 苯系污染物易挥发、易致癌，在加上无色和散发芳香气味的特点，容易让人们对其失去戒心，在不知不觉中受到危害，因此专家将苯系污染物称之为“芳香杀手”。[2]

苯系污染物的危害主要体现在下列几个方面：（1）刺激接触器官。苯系污染物对眼、呼吸道以及皮肤等器官具有较为强烈的刺激作用；（2）长期生活于苯系污染物超标的环境中，容易患上再生障碍性贫血；（3）对于育龄妇女而言，苯系污染物能够引起一系列妊娠并发症，使自然流产率增高，还有可能导致胎儿的先天性缺陷。

1.3 室内空气中苯系污染物的主要来源。 室内空气中，苯系污染物主要来源于油漆、橡胶、粘合剂、溶剂、添加剂以及涂料等。当前，随着汽车数量不断增多，含有多种苯系污染物的汽车尾气被大量排放到空气中，然后通过扩散及对流等方式进入到室内。这种情况也逐渐成为室内空气中苯系污染物的又一主要来源。除此之外，吸烟、烹饪或者使用某些生活用品时，也会造成室内空气中苯系污染物的增多。

2. 室内空气中苯系污染物的检测

2.1 采样方法。

2.1.1 容器捕集法。 容器捕集法又被称之为罐取样法，在国外的应用较为广泛。其中，summa罐取样技术十分具有代表性，是美国国家环保局对苯系污染物进行采样的标准方法。Summa罐原理是首先将自身抽成真空，然后采集空气样品，接着采用冷凝浓缩法进行富集，最后做GC分析。容器捕集法的优点在于能避免吸附采样法中穿透、解吸时的损失，缺点在于经济成本较大，有一定的操作难度，不利于推广普及。[3]

2.1.2 固体吸附采样法。 固体吸附采样法是目前最为常见的一种采样方法，不仅设备简单、操作简便，而且样品能够保存较长时间。常见的吸附剂种类有活性炭、Tenax、Carbotrap以及混合吸附剂等。采样之后，利用溶剂解吸法或者热解吸法，把苯系污染物由固体吸附剂转移到气相色谱上，从而完成测定。

2.1.3 固相微萃取法。 固相微萃取法不仅操作简便，不使用有机溶剂，而且集采样、萃取、浓缩及进样于一体。相关装置主要包括萃取头与手柄两大部分。采样过程中，通过手柄把萃取头推出，将其直接置于室内空气之中，从而完成采样。完成采样后，将萃取头旋进。分析操作时，把此装置插入气相色谱仪的进样口，然后推出萃取头，进行热解吸，使苯系污染物最终随着载气进入到毛细管柱中，完成测定。

2.2 检测方法。

2.2.1 气相色谱法。 空气中苯系污染物沸点比较低，而且呈气态，因而常用气相色谱法对其进行分析。使用气相色谱法时，要特别注意色谱柱和检测器的合理选择。早期的色谱柱一般选用填充柱，现在常使用毛细管柱，因为它具有更好的分离效果。在检测器方面，先后经历了热导检测器、氢火焰离子化检测器、光离子化检测器。

近些年来，联用技术，即样品采集、前处理、测定一体化分析技术，在苯系污染物的检测方法中得到了广泛的应用。各实验装置的不同之处集中表现在样品捕集和前处理装置方面。操作简单、快速高效、便于携带已经成为检测装置的一种发展趋势。如Gong等人在检测室内空气中苯系污染物方面，实现了无需溶剂萃取热吸附采样装置和气相色谱的联用。该实验的创新之处在于一种针阱装置的应用。将1000目碳分子筛填充于针阱装置中，并充分利用其特殊形状，完成对苯系污染物的稳定吸附，同时防止二次热解析的发生。[4]

除此之外，对采集的苯系污染物先固相微萃取，然后再用气相色谱检测也是一种较为常用的检测方法。近些年来，该种检测方法致力于新型萃取头及新型涂层的研发，从而提高它的富集倍数。endprint

2.2.2 离子迁移谱。 离子迁移谱是一种化学物质分析检测技术，其原理和飞行时间质谱较为类似，通过测定离子迁移的时间或者距离，找出其中的差异，从而完成对离子的检测与鉴别。该技术在鉴定痕量化合物结构方面具有非常高的灵敏度。另外，离子迁移谱技术在装置构造方面要求简单，不仅分析速度快，而且能在大气压力较大的环境下正常工作，因此其应用领域在不断扩大。

离子迁移谱虽然具有分析速度快，成本低等优势，但其缺点也是比较明显的，如无法利用简单的迁移去实现离子的分离，分辨率不高，检测线性范围较窄，如果污染物的组分比较复杂，则无法精确定性。以上种种缺陷限制了离子迁移谱技术的进一步发展。

2.2.3 液相色谱法。 液相色谱法的分离分析能力是非常强的，对80%的有机化合物都有效，因而应用范围较为广泛。近些年来，一些研究人员利用高效液相色谱法对室内空气中苯系污染物进行测定，相关操作流程为，首先利用吸附剂完成吸附，然后利用萃取法获得样品，最后展开液相分析。相较气相色谱法而言，高效液相色谱法能够很好地完成间二甲苯与对二甲苯的分离，因而能够非常准确地完成二者的定量，这是气相色谱法难以实现的。

Andreu等人在获取样品的过程中，利用到了吸附性较强的活性炭、加压流体萃取法以及把β-环糊精作为固定相测定室内空气中苯系污染物的高效液相色谱法。对液相色谱法和气相色谱法进行了充分的比较，发现二者在测定的准确度方面不相上下。液相色谱法在苯系污染物分离方面强于气相色谱法，尤其是间二甲苯与对二甲苯的充分分离。另外，气相色谱法在检出限与分辨率方面则强于液相色谱法。[5]

2.2.4 其他方法。 除了上述介绍的一些常见的方法之外，近些年来还相继出现了一系列其他的新型联用技术。如Almasian等人在测定苯系污染物时，建立了一种等离子体辅助催化发光系统，将ZrO2催化发光纳米材料作为吸附材料，经解析后进入自制装置完成测定。该种方法能够在低温环境下进行，有效避免了基底催化反应的发生，在灵敏度方面较为令人满意，最低检出限可达20ng.mL^-1。Xing等人以介质阻挡放电为原理，研发出了一种新的石墨低温等离子体——质谱装置，该种装置能够测定气相或者液相中的苯系污染物。在各方面条件最优情况下，将石墨电极作为吸附剂，完成吸附后便可直接使用该种装置做解析和电离处理，最终测定了室内空气中乙苯的含量，其检出限低于25ng.mL^-1。以50ng为标准，相继进行了11次试验，得到的相对标准偏差为13.36%。

3. 防治办法

苯系污染物的防治方法有以下几种：（1）吸附法，即利用净化剂提取、分离、富集室内空气中的苯系污染物；（2）吸收法，即利用液态吸收剂去除混合气体中的一种或者几种气体；（3）生物法，即利用微生物的一系列生命活动将苯系污染物转换成简单的无机物或者细胞物质；（4）光催化氧化，即利用光照使催化剂上的价电子发生跃迁，产生自由电子一空穴对，电子一空穴对通过扩散或空间电荷迁移和诱导，转移到表面俘获位置，在有机物分子或吸附的中间产物表面形成自由基，氧化吸附在催化剂表面的苯系污染物，使其成为无机物。

4. 结语

随着检测技术的不断进步，新的检测方法得以不断涌现，并表现出以下趋势：（1）开发自动化的联用技术；（2）开发更加高效的便携式分析仪器；（3）净化剂的进一步利用。室内空气质量和人们的生命健康密切相关，所以，加强室内空气中苯系污染物的检测是相当重要的，开发出更加简便、快速、高效的空气苯系污染物检测方法具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1] 陈凤云，张利平.室内空气中苯系物和挥发性有机物检测方法的实验研究[J].天津科技，2011，（05）

[2] 孙毓国.室内污染物苯系物危害现状及防治对策[J].北方环境，2012，（05）

[3] 程多松.室内空气中苯浓度的测定方法比较[J].安徽建筑，2012，（03）

[4] 方美行.谈室内空气中苯的污染与检测[J].企业科技与发展，2012，（18）

[5] 张卫国，林野.毛细管气相色谱测定室内空气中苯的分析误差评价[J].中国卫生工程学，2012，（01）endprint

2.2.2 离子迁移谱。 离子迁移谱是一种化学物质分析检测技术，其原理和飞行时间质谱较为类似，通过测定离子迁移的时间或者距离，找出其中的差异，从而完成对离子的检测与鉴别。该技术在鉴定痕量化合物结构方面具有非常高的灵敏度。另外，离子迁移谱技术在装置构造方面要求简单，不仅分析速度快，而且能在大气压力较大的环境下正常工作，因此其应用领域在不断扩大。

离子迁移谱虽然具有分析速度快，成本低等优势，但其缺点也是比较明显的，如无法利用简单的迁移去实现离子的分离，分辨率不高，检测线性范围较窄，如果污染物的组分比较复杂，则无法精确定性。以上种种缺陷限制了离子迁移谱技术的进一步发展。

2.2.3 液相色谱法。 液相色谱法的分离分析能力是非常强的，对80%的有机化合物都有效，因而应用范围较为广泛。近些年来，一些研究人员利用高效液相色谱法对室内空气中苯系污染物进行测定，相关操作流程为，首先利用吸附剂完成吸附，然后利用萃取法获得样品，最后展开液相分析。相较气相色谱法而言，高效液相色谱法能够很好地完成间二甲苯与对二甲苯的分离，因而能够非常准确地完成二者的定量，这是气相色谱法难以实现的。

Andreu等人在获取样品的过程中，利用到了吸附性较强的活性炭、加压流体萃取法以及把β-环糊精作为固定相测定室内空气中苯系污染物的高效液相色谱法。对液相色谱法和气相色谱法进行了充分的比较，发现二者在测定的准确度方面不相上下。液相色谱法在苯系污染物分离方面强于气相色谱法，尤其是间二甲苯与对二甲苯的充分分离。另外，气相色谱法在检出限与分辨率方面则强于液相色谱法。[5]

2.2.4 其他方法。 除了上述介绍的一些常见的方法之外，近些年来还相继出现了一系列其他的新型联用技术。如Almasian等人在测定苯系污染物时，建立了一种等离子体辅助催化发光系统，将ZrO2催化发光纳米材料作为吸附材料，经解析后进入自制装置完成测定。该种方法能够在低温环境下进行，有效避免了基底催化反应的发生，在灵敏度方面较为令人满意，最低检出限可达20ng.mL^-1。Xing等人以介质阻挡放电为原理，研发出了一种新的石墨低温等离子体——质谱装置，该种装置能够测定气相或者液相中的苯系污染物。在各方面条件最优情况下，将石墨电极作为吸附剂，完成吸附后便可直接使用该种装置做解析和电离处理，最终测定了室内空气中乙苯的含量，其检出限低于25ng.mL^-1。以50ng为标准，相继进行了11次试验，得到的相对标准偏差为13.36%。

3. 防治办法

苯系污染物的防治方法有以下几种：（1）吸附法，即利用净化剂提取、分离、富集室内空气中的苯系污染物；（2）吸收法，即利用液态吸收剂去除混合气体中的一种或者几种气体；（3）生物法，即利用微生物的一系列生命活动将苯系污染物转换成简单的无机物或者细胞物质；（4）光催化氧化，即利用光照使催化剂上的价电子发生跃迁，产生自由电子一空穴对，电子一空穴对通过扩散或空间电荷迁移和诱导，转移到表面俘获位置，在有机物分子或吸附的中间产物表面形成自由基，氧化吸附在催化剂表面的苯系污染物，使其成为无机物。

4. 结语

随着检测技术的不断进步，新的检测方法得以不断涌现，并表现出以下趋势：（1）开发自动化的联用技术；（2）开发更加高效的便携式分析仪器；（3）净化剂的进一步利用。室内空气质量和人们的生命健康密切相关，所以，加强室内空气中苯系污染物的检测是相当重要的，开发出更加简便、快速、高效的空气苯系污染物检测方法具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1] 陈凤云，张利平.室内空气中苯系物和挥发性有机物检测方法的实验研究[J].天津科技，2011，（05）

[2] 孙毓国.室内污染物苯系物危害现状及防治对策[J].北方环境，2012，（05）

[3] 程多松.室内空气中苯浓度的测定方法比较[J].安徽建筑，2012，（03）

[4] 方美行.谈室内空气中苯的污染与检测[J].企业科技与发展，2012，（18）

[5] 张卫国，林野.毛细管气相色谱测定室内空气中苯的分析误差评价[J].中国卫生工程学，2012，（01）endprint

2.2.2 离子迁移谱。 离子迁移谱是一种化学物质分析检测技术，其原理和飞行时间质谱较为类似，通过测定离子迁移的时间或者距离，找出其中的差异，从而完成对离子的检测与鉴别。该技术在鉴定痕量化合物结构方面具有非常高的灵敏度。另外，离子迁移谱技术在装置构造方面要求简单，不仅分析速度快，而且能在大气压力较大的环境下正常工作，因此其应用领域在不断扩大。

离子迁移谱虽然具有分析速度快，成本低等优势，但其缺点也是比较明显的，如无法利用简单的迁移去实现离子的分离，分辨率不高，检测线性范围较窄，如果污染物的组分比较复杂，则无法精确定性。以上种种缺陷限制了离子迁移谱技术的进一步发展。

2.2.3 液相色谱法。 液相色谱法的分离分析能力是非常强的，对80%的有机化合物都有效，因而应用范围较为广泛。近些年来，一些研究人员利用高效液相色谱法对室内空气中苯系污染物进行测定，相关操作流程为，首先利用吸附剂完成吸附，然后利用萃取法获得样品，最后展开液相分析。相较气相色谱法而言，高效液相色谱法能够很好地完成间二甲苯与对二甲苯的分离，因而能够非常准确地完成二者的定量，这是气相色谱法难以实现的。

Andreu等人在获取样品的过程中，利用到了吸附性较强的活性炭、加压流体萃取法以及把β-环糊精作为固定相测定室内空气中苯系污染物的高效液相色谱法。对液相色谱法和气相色谱法进行了充分的比较，发现二者在测定的准确度方面不相上下。液相色谱法在苯系污染物分离方面强于气相色谱法，尤其是间二甲苯与对二甲苯的充分分离。另外，气相色谱法在检出限与分辨率方面则强于液相色谱法。[5]

2.2.4 其他方法。 除了上述介绍的一些常见的方法之外，近些年来还相继出现了一系列其他的新型联用技术。如Almasian等人在测定苯系污染物时，建立了一种等离子体辅助催化发光系统，将ZrO2催化发光纳米材料作为吸附材料，经解析后进入自制装置完成测定。该种方法能够在低温环境下进行，有效避免了基底催化反应的发生，在灵敏度方面较为令人满意，最低检出限可达20ng.mL^-1。Xing等人以介质阻挡放电为原理，研发出了一种新的石墨低温等离子体——质谱装置，该种装置能够测定气相或者液相中的苯系污染物。在各方面条件最优情况下，将石墨电极作为吸附剂，完成吸附后便可直接使用该种装置做解析和电离处理，最终测定了室内空气中乙苯的含量，其检出限低于25ng.mL^-1。以50ng为标准，相继进行了11次试验，得到的相对标准偏差为13.36%。

3. 防治办法

苯系污染物的防治方法有以下几种：（1）吸附法，即利用净化剂提取、分离、富集室内空气中的苯系污染物；（2）吸收法，即利用液态吸收剂去除混合气体中的一种或者几种气体；（3）生物法，即利用微生物的一系列生命活动将苯系污染物转换成简单的无机物或者细胞物质；（4）光催化氧化，即利用光照使催化剂上的价电子发生跃迁，产生自由电子一空穴对，电子一空穴对通过扩散或空间电荷迁移和诱导，转移到表面俘获位置，在有机物分子或吸附的中间产物表面形成自由基，氧化吸附在催化剂表面的苯系污染物，使其成为无机物。

4. 结语

随着检测技术的不断进步，新的检测方法得以不断涌现，并表现出以下趋势：（1）开发自动化的联用技术；（2）开发更加高效的便携式分析仪器；（3）净化剂的进一步利用。室内空气质量和人们的生命健康密切相关，所以，加强室内空气中苯系污染物的检测是相当重要的，开发出更加简便、快速、高效的空气苯系污染物检测方法具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1] 陈凤云，张利平.室内空气中苯系物和挥发性有机物检测方法的实验研究[J].天津科技，2011，（05）

[2] 孙毓国.室内污染物苯系物危害现状及防治对策[J].北方环境，2012，（05）

[3] 程多松.室内空气中苯浓度的测定方法比较[J].安徽建筑，2012，（03）

[4] 方美行.谈室内空气中苯的污染与检测[J].企业科技与发展，2012，（18）

[5] 张卫国，林野.毛细管气相色谱测定室内空气中苯的分析误差评价[J].中国卫生工程学，2012，（01）endprint