气相色谱法测定废气中三甲苯的研究

张 波，邵先涛，郝秋雨，陈源方

（青山绿水（苏州）检验检测有限公司，江苏 苏州 215000）

三甲苯在工业上经常被用作有机溶剂，且广泛应用于油漆、印刷、石化、纺织、合成橡胶等行业。在企业生产过程中，会排放大量废气并排放至大气中，严重污染环境，使人类身心健康受到威胁。三甲苯具有一定毒性和致癌性，浓度高则对人体危害更大，长期接触可以导致贫血症和白血病[1-3]。此外，苯系物还能够引起城市的光化学烟雾，产生二次污染对人类健康产生更大的危害，因此精确地检测废气中三甲苯的含量非常有必要。目前，三甲苯的检测方法有气相色谱法[4-6]、气相色谱-质谱法[7-9]等，实验通过气相色谱法对废气中1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的检出限、检出下限、校准曲线、精密度和准确度等方面进行研究探讨，为废气中1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的精确检测提供基础。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

主要仪器：MH3 001型全自动烟气采集器（青岛明华）、HY-4/A型石调速多用振荡器（华奥仪器）、Agilent 7 890 B型气相色谱仪（美国安捷伦）。

主要试剂：硫酸（500 mL、GR，金城试剂）、二硫化碳（500 mL、色谱纯GCS，天津科密欧）、二硫化碳中1，2，4-三甲基苯标准溶液（1 000 mg/L，坛墨）、二硫化碳中1，2，3-三甲基苯标准溶液（1 000 mg/L，坛墨）、二硫化碳中1，3，5-三甲基苯标准溶液（1 000 mg/L，坛墨）。

1.2 样品的采集与保存

用橡胶管将活性炭采样管与采样器连接，抽样时活性炭采样管垂直向上进行采样，采样流量0.5 L/min，采样时间为20 min。采样结束后，将采样管两端封闭，于4 ℃以下冷藏保存。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件

在样品分析前，设置气相色谱仪工作条件：使用毛细管柱，柱温为65 ℃，毛细柱载气的流量为30 mL/min，检测器的温度为250 ℃，氢气流量：46 mL/min，空气流量：400 mL/min。

2.2 校准曲线的绘制

1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的分析采用外标法，向5 mL容量瓶或2 mL带螺盖的玻璃瓶中加入100 mg的活性炭，然后加入标准溶液，1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的质量分别为1 ng、5 ng、10 ng、20 ng和50 ng，最后加入二硫化碳，使二硫化碳和标准溶液的总体积为1 mL，配制5个浓度点，依次由低浓度到高浓度进样，按照仪器测试条件绘制标准曲线，各曲线如表1。

从表1 中可以看出：1，2，3-三甲苯标准曲线：y=51.218 2x-26.1247，r=0.999 3；1，2，4-三甲苯标准曲线：y=52.123 0x-25.060 4，r=0.999 4；1，3，5-三甲苯标准曲线：y=51.361 0x-25.467 1，r=0.999 4，相关系数均大于0.999，满足要求。

2.3 检出限

测定10次空白加标后的试样，并计算标准偏差。依据标准HJ 168-2020[10]，计算方法检出限、测定下限（平行测定10次，置信度为99%时，t（9，0.99）=2.821，测定下限为4倍检出限）。其中检出限以采样标况体积为10 L、进样量为1 mL计。测试结果如表2所示。

从表2中可以看出：分别测定10次空白加标后的试样，1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的检出限均为0.006 mg/m3，测定下限均为0.024 mg/m3，满足预期要求。

2.4 精密度

实验选取三个空白，分别加入低浓度、中浓度和高浓度的标准溶液，并重复平行测定6次，计算其相对标准偏差，具体检测结果如表3所示。

表3 精密度测试数据表

从表3中可以看出：三个不同加标浓度的样品平行重复测定6次后，1，2，3-三甲苯的相对标准偏差为1.8%～4.8%，1，2，4-三甲苯的相对标准偏差为1.4%～4.6%，1，3，5-三甲苯的相对标准偏差为1.9%～4.3%，均满足预期要求。

2.5 正确度

实验室对活性炭管采集的污染源废气样品分别加标不同浓度，并平行测定6次，具体检测结果如表4、表5及表6所示。

表4 正确度测试数据表

表5 1，2，4-三甲苯正确度测试数据表

表6 1，3，5-三甲苯正确度测试数据表

从表4、表5及表6中可以看出：根据样品测定值和加标量，1，2，3-三甲苯的加标回收率为94.0%～96.6%；1，2，4-三甲苯的加标回收率为92.0%～94.3%；1，3，5-三甲苯的加标回收率为93.3%～96.0%，满足预期要求。

3 结论

研究了气相色谱法测定废气中1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的分析方法，各组分校准曲线符合标准要求，相关系数均大于0.999，分别测定10次空白加标后的试样，1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的检出限均为0.006 mg/m3，测定下限均为0.024mg/m3。三个不同加标浓度的样品平行重复测定6次后，1，2，3-三甲苯的相对标准偏差为1.8%～4.8%，1，2，4-三甲苯的相对标准偏差为1.4%～4.6%，1，3，5-三甲苯的相对标准偏差为1.9%～4.3%。1，2，3-三甲苯的加标回收率为94.0%～96.6%；1，2，4-三甲苯的加标回收率为92.0%～94.3%；1，3，5-三甲苯的加标回收率为93.3%～96.0%，该方法操作简单、便捷，可满足固定源废气三甲苯的测定。