热脱附－气相色谱法同时测定有机废气中的丙酮和乙酸乙酯

植深晓 李津津 潘锦

(中山市环境监测站，广东中山 528400)

丙酮和乙酸乙酯是除了芳香烃之外使用较广的有机溶剂，目前常用的检测方法主要是活性炭吸附－二硫化碳解吸－气相色谱法［1］和活性炭吸附－热解吸－气相色谱法［2］。本文采用Tenax－TA管吸附空气样品，吸附成分通过热脱附仪加热后从样品管上脱附，被冷阱捕集浓缩，再通过快速加热冷阱使待测样品瞬间汽化进入带有氢火焰离子化检测器 (FID)的气相色谱仪进行分析。二次解吸技术极大地提高了检测的灵敏度，能更准确、可靠、快速得到检测结果。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

气相色谱仪 (Agilent 7820，配FID);CP－Sil 5CB色谱柱 (30 m ×0.32 mm ×0.25 μm);热脱附仪 (美国Perkin Elmer，Turbo Matvix 350);Tenax－TA样品管;

丙酮 (色谱纯，美国J.T.Baker公司)，乙酸乙酯 (色谱纯，美国Fisher Scientific公司)，环己烷(色谱纯，德国Merck公司);

丙酮、乙酸乙酯混合标准溶液:分别取10 μL丙酮、乙酸乙酯到样品瓶，用环己烷稀释至1 mL，得到丙酮为7845 μg/mL、乙酸乙酯为8843 μg/mL的混合标准溶液。

1.2 样品采集与保存

常温下，按照样品管上流量方向与采样器相连，以100～500 mL/min的流量采集空气10～20 min。记录采样时间、采样流量、温度和大气压。样品管采样后，立即用聚四氟乙烯帽将样品管两端密封，避光密闭保存。

1.3 分析条件

热脱附条件 干吹温度:40℃;干吹时间:2 min;样品管脱附温度:250℃;样品管脱附时间:3 min;样品管脱附流量:30 mL/min;捕集阱初始温度:－30℃;捕集阱脱附温度:250℃;捕集阱升温速率:40℃/sec;捕集阱脱附时间:3 min;传输线温度:150℃;阀温度:150℃。

色谱条件 进样口温度:150℃，不分流进样;检测器温度:250℃;载气流量:氮气1.0 mL/min;柱温:初始温度50℃ (保持5 min)，以6℃/min的速率升到80℃，再以35℃/min的速率升到150℃，再以60℃/min的速率升到210℃ (保持2 min)。

1.4 校准曲线的绘制

用微量注射器分别取适量的标准溶液到样品管的顶端，用100 mL/min的流量通载气5 min，迅速取下样品管，用聚四氟乙烯帽将样品管两端密封，得到0.80、1.60、3.20、4.80、6.40、8.0 μg的校准曲线系列样品管，按照1.3的分析条件进行测定。以保留时间定性，峰面积外标法定量。

1.5 结果计算

所采空气样品中各组分的浓度，按照公式进行计算:

ρ=(W －W0)/Vnd。

式中，ρ为气体中被测组分浓度 (mg/m3);W为由校准曲线计算的样品管中被测组分质量 (μg);W0为由校准曲线计算的空白管中被测组分的质量 (μg);Vnd为标准状态下 (101.325 kPa，0℃)的采样体积 (L)。

2 结果与讨论

2.1 标准谱图和标准曲线

图1为目标组分的标准样品谱图，丙酮和乙酸乙酯实现完全分离。根据目标组分质量和峰面积进行线性回归，得到的回归方程和相关系数见表1。由此可见，目标组分在曲线范围内线性良好，满足定量分析的要求。

图1 丙酮和乙酸乙酯的标准色谱图

2.2 方法检出限

连续分析7个接近于检出限浓度的实验室空白加标样品，计算其标准偏差SD，计算方法检出限MDL=3.143×SD。

当采样体积为1.0 L时，各组分的方法检出限 (MDL)见表1，并与文献方法的检出限进行了比较。结果表明，由于热脱附－气相色谱法采集的气体全部参与分析并经过二级解吸，因此灵敏度与活性炭吸附－二硫化碳解吸/热解吸－气相色谱法相比有了很大的提高，检出限低于0.078 mg/m3，非常适合低浓度样品的测定。

表1 标准曲线及检出限 (mg/m3)

2.3 精密度和准确度

在空白样品管中加入适量的标准溶液，用100 mL/min的氮气吹5 min配制成平行样，按照1.3的分析条件进行测定，结果见表2。目标组分的加标回收率在91.1%～111.6%，相对标准偏差 (RSD)在6.0%以内，符合分析要求。

表2 加标回收实验结果

2.4 实际样品分析

采集某企业废气及厂界空气，按所建立的方法进行测定，样品谱图见图2，测定结果见表3。结果表明，在1.3的分析条件下，空气中共存的各类挥发性有机物能实现有效的分离，不会造成峰形重叠的现象［3］。因此，可以通过使用一根样品管采集样品空气，热脱附－气相色谱法同时检测有机废气中的丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、对/间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯和十一烷11种挥发性有机物，方法简单快速。

图2 实际样品谱图

表3 实际样品分析结果 (mg/m3)

3 结语

试验结果表明，热脱附－毛细管气相色谱联用测定有机废气中的丙酮和乙酸乙酯，具有操作简单、快速，结果准确、灵敏度高等特点，无溶剂污染，分析结果理想，该方法也可以同时测定废气中的总挥发性有机物。

［1］陈华宜，刘国平，黄诚，等．工作场所空气中13种挥发性有机物的气相色谱法同时测定［J］．工业卫生与职业病，2009，35(5):303－305．

［2］何彩．空气中正己烷、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯的气相色谱同时测定法［J］．职业与健康，2009，25(21):2276－2278．

［3］潘锦，陈弘丽，植深晓．热脱附－气相色谱法测定空气中的总挥发性有机化合物研究［J］．环境科学与管理，2014，39(3):115－117．