印制电路板工厂有机废气中苯检测方法的探讨

李 茹

（生益电子股份有限公司，广东 东莞 523127）

0 引言

印制电路板生产过程中使用到较多原辅材料，其中油墨在使用过程中挥发的有机废气需执行严格的有机废气排放标准，其中苯的最高允许排放浓度仅为1 mg/m3。原材料的MSDS（Material Safety Data Sheet）化学品安全技术说明书显示其并不含有苯，但使用HJ 584-2010《环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解析-气相色谱法》对印刷工序的抽风系统排放口进行检测时，总能测试出一定量的苯。为了更准确地分析其原因，我们用该检测方法对所有原辅材料的挥发组分进行排查，发现一种原材料油墨的挥发组分疑似含有高浓度苯。由于原材料供应商配方中并不含有苯，因此，我们针对这种油墨的挥发性组分的检测过程进行全面分析，研究造成这种检测结果偏差的原因。

1 分析研究过程

取样方法：取一桶未开封的油墨，开盖，将两根乳胶管通过桶口伸入桶的上层空气中，每根乳胶管连接一根装有活性炭的玻璃取样管，玻璃取样管的另一端再用乳胶管连接至大气采样泵。开启泵采样5 min（认为桶上方的空气中油墨挥发物较浓，不需要更长时间），采样量5 L。

样本制作：将活性炭倒入色谱样品瓶中，加入1 mL的无苯二硫化碳。室温下静置30 min后脱附，同时取2支平行样。

分析仪器：气相色谱仪岛津 GC-2014C。

分析条件：色谱柱：H P-1(D B-1)，30m×1 mm×0.25 μm；进样口温度：150 ℃；进样量：1 μl无苯二硫化碳；分流比：1/10；恒定压力：168 kPa；初始柱流量：2.6 mL/min；升温程序：65 ℃恒温5 min，以5 ℃/min的速率升温至90 ℃；检测器：FID；温度：250 ℃。

根据条件进行检测分析，得到样品色谱图，结果见图1所示。

图1 初始条件检测谱图

谱图上的保留时间为2.603 min的谱峰被仪器认为是苯，峰形有前伸。观察其标准物质苯的谱图，其保留时间为2.5 min，峰形脱尾。峰形反映了组分物质与毛细管内涂层吸附的强弱与方式。因此怀疑此物质在此种色谱条件下因保留时间相近被误认为是苯。

若在合理区间内较大幅度改变分析参数，此组分的色谱峰与苯的色谱峰有可能保留时间差距进一步拉大，从而彻底分开，证明其不是同一种物质。

分析条件：色谱柱：HP-1（DB-1），30 m×1 mm×0.25 μm；进样口温度：200 ℃；进样量：1 μl；分流比：1/10；恒定压力：168 kPa，初始柱流量2.6 ml/min；升温程序：40 ℃恒温5 min，以15 ℃/min的速率升温至90 ℃，恒温3 min；检测器：FID，温度：250 ℃。

根据分析条件进行检测分析，并得到样品色谱图及标样色谱图，结果见图2、图3所示。

图2 样品色谱图

图3 标样色谱图

结果分析：改变条件后的图谱分析样品谱图上被误认为苯的组分的保留时间为4.5 min，出峰持续时间4.3 min至4.65 min。标样谱图上苯的保留时间为4.15 min，出峰持续时间4.05 min至4.2 min。两者出峰时间已经彻底分开，无重叠部分。证明了两者不是同一种物质，此物质干扰了初始检测条件的苯的检测，被误认为苯。为进一步确认该物质具体组分，我们将前期经无苯二硫化碳萃取后待质谱分析的油墨挥发物的平行样，装在Agilent 1.5 mL的色谱样品瓶中，低温保存，将样品送实验室做质谱分析，并得到谱图。分析条件为：色谱柱：DB-5MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm；进样口温度：150 ℃；进样量：1 μl，分流比：1/10；恒流模式：1.0 ml/min（气质联用GCMS要抽真空，需要小流量）；升温程序：65 ℃恒温5 min，以5 ℃/min的速率升温至90 ℃；检测器：MS。

根据分析条件进行检测分析，并得到质谱的总离子流图TIC检测谱图，结果见图4所示。

图4 样品与苯系物标准品TIC叠加对比图

结果分析：苯的质谱图的一个显著特征就是m/z为78的质谱峰异常强大，高高突出，这是由苯的高度对称的环状烯烃结构决定的。在样品各谱峰的质谱图中，均未在m/z为78的位置发现强峰，再一次证明了样品无苯。通过对样品中各TIC峰质谱图与NIST（美国国家标准与技术研究所）谱图搜索出来的物质比较，该干扰物质为丙二醇单甲醚（C4H10O2）。同理，排放口中影响苯的检测结果的亦是该物质。

2 结论

通过实验，我们发现在使用气相色谱法对气体中的苯系物进行测定时，部分物质（如丙二醇单甲醚C4H10O2）会干扰检测，苯的检测结果会出现失真情况。应适当的调整检测条件排除该物质的干扰，才能反映真实的废气处理设施的处理效果，帮助企业有效改善废气处理效果。