环境空气中苯系物污染物的快速定量研究

郑雁陶红蕾

（1山东省环境监测中心站 山东济南 250101 2青岛市环境监测中心站 山东青岛 266003）

苯系物是很容易致癌的物质，其主要有苯、甲苯、乙苯、间-二甲苯以及三甲苯组成。苯系物在工业生产中具有非常重要的作用，它是重要的溶剂和生产原料，在石油化工等生产领域具有不可替代的位置，但是不利影响因素是苯系物在汽车尾气以及其他废弃排放中含量很大。对于大气中挥发性物质的监测一般会采用相色谱/质谱联用法(GC/MS)。但是相色谱/质谱联用法(GC/MS)不便于应用在应急监测过程中。随着科技的发展，近年便携式的GC/MS在环境监测应用中越来越多。这些便携式GC/MS已经被国内很多环境监测部门使用，此仪器可以对污染物进行有效的吸附，其分辨精度也是非常高，这主要归功于仪器配置的采样探头以及吸附管。

仪器对污染物的测定，一般都是采样全扫描（Full scan）内标法，但是对于性能更加强悍的选择离子扫描(SIM)模式宣传较少，此模式具有选择性强、灵敏性高等优点。在具体应用中，一般利用的是Summar罐结合动态稀释仪配制标准气体系列，但是这个方法也有自身缺陷，就是在无法在野外进行监测。本文利用采气袋配气方式，就全扫描以及选择选择离子扫描方法在苯系物监测中具体应用进行了分析。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

本文试验中所用到的仪器有HAPSITE便携式GC/MS仪，Tri-Bed Carbon浓缩仪器，SPB-1色谱柱，内标气（1,3,5一三氟甲基苯和溴五氟苯）(INFICON公司)；苯系物标准溶液（甲醇介质，环保部标准样品研究所)；Tedlar采气袋等等。

1.2 仪器参数设置

色谱分析条件为：在温度为57℃维持7分钟，以32℃/min升温到120℃，再以33℃/min升温到178℃。所用到的N2为高纯氮气。

质谱条件：EI源，离子源能量81eV；灯丝开启时间：105s；Full scan扫描范围：45～250amu(Scan)；SIM方式扫描离子：1,2,4一三氟 甲基苯 （76，163，213）、苯 (56，79)、甲苯 （34，32）、乙苯(90，102，107))、溴五氟苯（155，189）、间,对 -二甲苯(92，189，106)、邻二甲苯（88，122，123）。

1.3 标准气体配置

利用微注射器将2ul甲醇稀释放置在2升Tedlar袋里面，然后再往里面充0.8升的气体，这样一份标准的气体就配置结束了。在此过程中利用到的标准液体移取方法是“三明治”法。

1.4 定性定量。

HAPSITE便携式监测方法主要是通过GC/MS的定性采用以及NIST谱库相互匹配技术，所提到的定量检测组分以及内标物的响应值之间形成的特定浓度进行比对，然后再通过一些计算方程式进行浓度分析。本方法主要是利用了内标法定量分析，其首要任务就是建立定量模板。在分析扫描情况时，数据以及提前设置的积分参数会自动形成一整套模式，分析人员再对这个模式进行分析并取舍。需要提到的是，在SIM方式下，为避免定量模板没有自身形成，应该把要分析的数据放在质谱图里面抓取组分，然后再逐个进行编辑。下面简单介绍一下操作流程，首先选取建模文件，找到它的离子流图，抓取每个定量离子峰值，然后给每一个要研究的化学物质一个名称以及浓度值。在本方法下，定量离子流比较大，要正确选择积分参数，否则会严重影响标准曲线的测试结果。

1.5 质量改进方法

为了测试精度的要求，需要在仪器工作8小时后进行一次自动调谐，另外，每次高浓度测试后都要把吸附管进行烘烤，这样才能使其做到无残留，无污染。测试前，还要对空白样品进行检测，查看是否受到了污染。第一次使用Tedlar时应该对其进行老化处理，并用高纯氮气进行清理几次，采样体积不能够超过80%，否则就应该重新检测。

2 结果与讨论

2.1 工作曲线建立

本实验采用了Full scan和SIM扫描技术，不同的利用5个数据点，加以分析，探明情况，进而得到我们的目的，得到了一些曲线关系，我们用图1进行分析。可以看到所研究的物质均在可控范围之内，其中的工作曲线相关数值已经达到了10以上，这就可以知道我们采用的这个方法是行之有效的，能够满足快速分析的要求。下面我们与summer方式进行一下对比，我们可以发现本方法具有目标化合物容易控制，容易分析，便于进行苯系物的分析原理。所以说在sim方式下各个目标值以及曲线符合我们的技术要求。

表1 不同扫描方式下各目标化合物的的工作曲线

2.2 方法的精密度、检出限和回收率

配置苯系物标准气体样品，在不同扫描方式下重复测定6次，测定各组分的相对标准偏差（见表2)。配置接近方法检出限浓度的标准气体样品，重复测定7次，由此计算得出方法检出限。

表2 不同扫描方式下建立方法的性能指标

全扫描说的也是连续扫描，它其实就是在要求的界限以内，连续改变射频电压，使不同质荷比的离子依次产生峰强信号。根据给出的表2可以分析得出，在SIM情况下可以对于苯系物的检测范围达到0.567～2.788ug/m3，利用Full scan方式可以检出苯系物的范围是3.111～67.888 ug/m3，可以知道SIM方式下的检出结果明显偏小。另外，其余的一些苯系物Full scan方式下检出结果就是相当小了，是一般检测出来的十分之一左右。

2.3 对于样品测试

利用两侧测试模式针对以室内以及室外空利用了气进行检测，可以发现利用了Full scan方式只能检测出其中几种高浓度的气体，但是利用了SIM的方法可以检测出浓度比较低的气体，所以我们可以发现在有机气体测试时，SIM方法更加先进。苯系物的来源可以利用苯/甲苯浓度比值。进行分析，目前一些主要城市的B/T大小是0.25到0.5之间，当数值趋近于0.5时，那就表明主要污染物是VOCs。通过表3里面的数据VOCs可以发现测试的室外控制的B/T已经大大超过了极限，由于此测试点点位于办公区的4层，两边有树木遮挡，所以汽车尾气含量应该比较低，故B/T值有点过大，需要加以注意。

表3 室内外苯系物的监测结果

3 结论

全扫描以及选择离子扫描两种实验模式的对比可以发现，全扫描方式下苯系物测定结果比较小，另外其回收率也是在合理范围之间，但是在在选择离子扫描方式下结果就明显偏大了。在分析扫描情况时，数据以及提前设置的积分参数会自动形成一整套模式，分析人员再对这个模式进行分析并取舍。需要提到的是，在SIM方式下，为避免定量模板没有自身形成，应该把要分析的数据放在质谱图里面抓取组分，然后再逐个进行编辑。下面简单介绍一下操作流程，首先选取建模文件，找到它的离子流图，抓取每个定量离子峰值，然后给每一个要研究的化学物质一个名称以及浓度值。在本方法下，定量离子流比较大，要正确选择积分参数，否则会严重影响标准曲线的测试结果。

[1]徐能斌,应红梅,朱丽波,等.预浓缩系统GC-MS联用测定环境空气中痕量挥发性有机物[J].分析测试学报,2004,23(1)：198-205.

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