溶剂解吸法测定空气中的8种苯系物

蒋 凯， 盛 夏， 薛晓康

(1.上海化学品公共安全工程技术研究中心，上海 200062；2.上海化工研究院有限公司，上海 200062)

苯系物，即苯及衍生物的总称，广义上的苯系物包括全部芳香族化合物，其绝对数量高达千万种以上；狭义上的特指包括BTEX[即，苯(benzene)、甲苯(toluene)、乙基苯(ethylbenzene)、二甲基苯(xylene)]在内的在人类生产生活环境中有一定分布并对人体造成危害的含苯环化合物。

目前，苯系物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。且部分苯系物，具有易挥发、易燃等特性，人在短时间内吸入高浓度的甲苯等苯系物，可出现中枢神经麻醉，轻者头晕、头疼、恶心、乏力，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡[1]。苯系物主要来源于工业排放、机动车尾气以及室内污染等。化工厂排放超标的废气、储运过程中的意外泄漏及室内使用涂料、油漆、胶黏剂等装修过程中均会导致苯系物的污染。

测定环境空气中苯系物的方法，目前主要有两种，分别是热解吸法和溶剂解吸法。前者主要通过Tenax吸附管进行富集，再通过热脱附的方法进行检测分析；后者主要是通过活性炭采样管进行富集目标物，再通过二硫化碳解吸，进而进行检测分析[2-5]。

鉴于热解吸法前期需要花费大量的时间，进行Tenax管的老化，需要特定的仪器设备支持，且苯系物残留问题严重；而溶剂解吸法对设备要求不高，且操作简便，无需前期的老化处理，本底影响较小，故而本文主要对溶剂解吸法进行讨论。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

Agilent 7890B气相色谱仪(带FID检测器),美国安捷伦公司；崂应3072型智能双路烟气采样器，青岛崂山应用技术研究所；活性炭采样管；

纯化二硫化碳(CNW Technologies), 德国；8种苯系物混合标准溶液(10 00 mg/L，纯度均大于99% ，O2si smart solutions)，美国。

1.2 气相色谱条件

色谱柱：DM-WAX毛细管柱，30 m×250 μm×0.25 μm；载气：氮气；柱箱温度：60 ℃保持5 min，以10 ℃/min升至100 ℃保持1 min，再以40 ℃/min升至200 ℃保持1 min；柱流量：1.2 mL/min；进样口温度：240 ℃；分流比：20∶1;检测器温度：240 ℃；氢气流量30 mL/min；空气流量：400 mL/min；尾吹气流量25 mL/min。

1.3 样品的采集、保存及提取

1.3.1 样品的采集

调整烟气采样器流量至0.5 L/min，保持该流量60 min。采样结束，使用配备的密封橡胶圈封住头尾开口处。

1.3.2 样品的保存

样品吸附管需要避光密封储存，室温条件下，在7 h内测定；否则，应储存于-20 ℃冰箱中，储存期限为24 h。检测分析前，待测吸附管需恢复至室温。

1.3.3 样品的提取

将活性炭采样管中的活性炭取出，再加入1.00 mL二硫化碳，盖上盖子密封后，用手振动1 min，在室温下静置解吸1 h后，待测。

2 结果与讨论

2.1 色谱分离结果

由图1可知，8种苯系物均有较好的分离，且方法分析时长仅13.5 min。相比于HP-5等弱极性色谱柱，该色谱柱可完全分离8种苯系物，尤其是3种二甲苯类的异构体。

1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-对二甲苯；5-间二甲苯；6-异丙基苯；7-邻二甲苯；8-苯乙烯

2.2 标准曲线和方法检出限

将8种苯系物的混合标准溶液逐级稀释，得到质量浓度为0.5、1.0、10、20、50 μg/mL，即16.7、33.3、333.3、666.7、1 666.7 μg/m3(以30 L的采样体积计)的标准系列溶液。如表1所示，8种苯系物的线性相关系数在0.999 6～0.999 9，线性关系非常好，其中，表1中所示的线性方程是以标准溶液质量浓度(μg/mL)为横坐标，相应的峰面积为纵坐标拟合得到的。

对标准曲线最低浓度点进行7次平行测定，用以计算各个苯系物的最低检出限。公式如式(1)。

MDL=S×t(n-1,0.99)

(1)

式中：S为平行测定的标准偏差；t(n-1，0.99)为置信度为99%、自由度为n-1时的t值，在此t(6，0.99)=3.143；n为重复分析样品的次数。

2.3 回收率与精密度

采用对空白样品进行加标回收实验来检验方法的准确性和精密度，按照上述样品处理步骤分别对6个0.5 μg/mL的标准混合溶液和6个20 μg/mL的标准混合溶液进行连续分析，结果见表2。最终得到8种苯系物的相对标准偏差范围为0.79%～4.01%，回收率范围为99.8%～107.0%，表明该方法在对应的浓度范围内可以获得可靠满意的检测结果。

表1 8种苯系物的线性方程、相关系数和检出限

表2 方法的加标回收率及RSD(n=6)

2.4 样品的测定

采用上述检测分析方法，对上海某工厂的3处测点进行了检测，结果详见表3。如表3所示，测点I和测点Ⅱ含有甲苯，测点III未检出该8种苯系物。

表3 测量点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中苯系物的含量

3 结论

本文采用溶剂解吸法可在较短的分析时间内有效分离上述8种苯系物，且对3种二甲苯的异构体也有较好的分离效果。相较于固体吸附热脱附法，苯系物的本底值较小，操作更加简便，成本更低，适用于大部分实验室。且该方法具有较好的方法精密度和准确度，适用于环境空气中苯系物的检测分析。