空气中苯系物气相色谱检测条件探究

孙彦娟，王瑞媛，杨 勇

（牡丹江医学院，黑龙江 牡丹江 157011）

引言

“室内空气污染”已经成为第三污染时期的主要特征，室内空气质量对人们的健康至关重要。室内空气中常见的几大污染物为苯系物、甲醛、氡等。苯系物主要包括为苯、甲苯、二甲苯等。室内空气苯系物污染的来源多，主要有室内装饰装修，其次为吸烟和烹饪产生的油烟等。吸烟对总的苯浓度平均贡献值为2 μg/m3～3 μg/m3，是国外室内空气苯污染的主要来源[1]。苯作为强毒性的有机物，对人体主要造成血液系统方面的疾病。甲苯、二甲苯对机体的长期慢性影响主要可导致神经系统和肝肾功能的损伤，所以苯系物在国标GB/T 18883—2002《室内空气质量标准》作为要求检测的化学性污染物。并且GB 1173《居住区大气中苯，甲苯和二甲苯卫生检验标准方法》中指出，气相色谱检测方法为标准检测方法。气相色谱法具有分析速度快、灵敏度高的优点，所以更多地应用于室内空气检测的相关研究中，针对不同的仪器型号、色谱柱、色谱条件存在差异。本研究通过对该类型气相色谱仪及色谱柱条件探索，为使用同类仪器及色谱柱的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

赛默飞Trace 1300 气相色谱仪；氢火焰离子检测器（FID）；GH-400 高纯氢发生器，＞99.999%；高纯氮KB-TOVC 毛细柱，担体为100%的二甲基，规格为50 m×0.32 mm×0.1 μm；椰子壳活性炭管。

苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、二硫化碳，色谱纯。

1.2 仪器方法优化

仪器方法首先参照文献《溶剂解吸法测定空气中的8 种苯系物》的仪器方法，柱箱温度60 ℃保持5min，以10℃/min升至100℃保持1min，再以40℃/min升至200 ℃保持1 min。进样口温度：240 ℃；检测器温度：240℃；氢气流量30mL/min；空气流量：400 mL/min；尾吹气流量25 mL/min[2]。柱流量定为2 mL/min，分流比为5∶1，配制苯系物混合液进样1 μL，峰型较差，溶剂峰较宽，其他组分峰上也出现杂峰，改分流比为10∶1 后，结果如图1。

图1 混合溶液色谱图

2 分析方法验证

2.1 重复性检测

配制3 个不同浓度的苯系物标准溶液，以上述的仪器方法重复进样6 次，相对标准偏差为4.77%。将实验的仪器条件改为柱箱温度60 ℃保持1min，以10 ℃/min 升至100 ℃保持1 min，再以40 ℃/min 升至200 ℃保持1 min，再以10 ℃/min，升温到240 ℃，重复性达到要求限值，结果如表1。

表1 苯系物各组分检测结果重复性

2.2 校准曲线

根据文献《应用气相色谱法测定室内空气中苯浓度效果分析》中的方法[3]。配制5 个梯度的混合标准溶液，于10 mL 的容量瓶中，加入5 mL的二硫化碳，再分别加入各组分色谱纯10 μL，用二硫化碳定容至刻度，混匀配制成溶液1，将溶液1 依次进行2、5、5、10倍稀释混匀，配制成5 个梯度的标准系列。每个系列进样1 μL，以X 为峰面积，Y 为浓度建立回归方程，结果如表2。

表2 标准曲线及相关系数

2.3 解析率

标准溶液配制，于10 mL 的容量瓶中加入5 mL的二硫化碳，加入表3 中相应量的标准溶液，再定容至10 mL。

表3 混合标准溶液中各组分的浓度

解析方法：取9 只活性炭管，每组3 只，分为低中高浓度组，活性炭管中加入标准溶液2、4、8 μL，平衡过夜。同时，取9 个2 mL 的进样瓶，分成3 组，每组3 个，每个进样瓶中加入1 mL 二硫化碳，再依次加入2、4、8 μL的混合标准溶液，配制参比液。

将上述活性炭管使用1 mL 二硫化碳进行解析，振摇1 min，放入37 ℃恒温箱加热解析1 h 取出，解析液，参比液依次进样1 μL，根据峰面积计算解析率。解析率=（解析液的峰面积/参比液峰面积）100%，结果如表4。

表4 各组分解析率

3 讨论

GB 50325—2014《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中要求在工程验收时需检测苯这一指标，对甲苯、二甲苯等并未要求。由于苯的毒性强，国家禁止使用苯作为稀释剂和溶剂使用，商家以毒性中等的甲苯、二甲苯代替苯[4]。但近些年由于二甲苯代替苯的使用，导致室内空气污染中二甲苯的超标率更高，尽管甲苯、二甲苯的毒性相对较低，但是甲苯、二甲苯对健康的长期慢性影响也应得到关注。在实验过程中发现，影响峰面积重复性的主要原因有：进样方式、衬管污染、衬管内玻璃棉位置、进样隔垫松动、分流比、柱温箱温度等，更换衬管，安装玻璃棉位置合理后，效果仍不理想。改分流比为10∶1，达到理想效果。这是由于，沸点低的物质扩散速度快，采用较小分流比使主峰过载或者与小杂峰分离不佳，导致每次分离程度不同，影响精密度[5]。由于二硫化碳及苯系物色谱纯挥发性极强，所以导致配制的标准溶液可能与实际值有少许误差，但仍然在标准范围内，所以操作人员应提高自身的操作技术，熟练程度，在配制溶液过程中，缩短移液过程中的距离或者尽量盖上瓶盖，减少挥发。