家具中挥发性有机物气相色谱质谱法测定研究

陈洁

（广东产品质量监督检验研究院，广东 佛山 528300）

0 引言

挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）是常见的环境空气中有毒有害的污染物，空气中挥发性有机物对人类健康的影响已经广泛引起人们的重视，家具产品中挥发性有机物的释放，是污染物主要来源之一[1-3]。国家生态环境部相继发布《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》（环大气〔2021〕65号文）、《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》（环大气〔2020〕33号文）等政策文件，持续关注石化行业、化工行业、工业涂装、印刷包装行业及油品储运销行业挥发性有机化合物的排放。因此，建立家具产品中挥发性有机物测定，对于控制空气中污染物水平，有着积极的作用。

目前，家具产品中挥发性有机物的检测，多采用气候舱法测定家具产品挥发性有机物的释放，以及挥发性有机物的浓度水平。其中，挥发性有机物的捕集多采用吸附管[4-5]、罐采样等技术[6]，本文采用Tenax吸附管采集家具产品中挥发性有机物，气相色谱质谱联用法测定挥发性有机物的浓度水平，该处理方法操作简便，定量结果准确可靠，为家具产品中挥发性有机物检测，提供科学依据。

1 实验部分

1.1 主要试剂和仪器

正己烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、苯、四氯化碳、环己烷、正庚烷、三氯乙烯、甲基环己烷、甲苯、正辛烷、四氯乙烯、乙酸丁酯、氯苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、正壬烷、1，4-二氯苯、正十六烷混标溶液，浓度为1000μg/mL，购买于阿拉丁；家具板材样品由国家家具产品质量监督检验中心提供。

7890A-5975C气相色谱质谱联用仪为美国Agilent公司生产；TurboMatrix650热脱附进样器为美国铂金埃尔默公司生产；ANW1300空气采样泵为广东德立科技发展有限公司生产；1m3VOC环境舱为东莞市明驰科技有限公司生产。

1.2 气相色谱质谱条件

色谱柱为聚二甲基硅氧烷弱极性色谱柱（DB-5）30m×0.25mm×0.25μm；柱流量为0.8mL/min；升温程序：初始温度40℃保持15min，然后以10℃/min升至280℃保持10min。

热脱附条件：Tenax，吸附管解析温度为280℃；热脱附时间为10min；冷肼温度为-20℃；冷肼加热速率为40℃/s；冷肼脱附时间为10min；传输线温度为250℃；样品从冷肼捕集管到色谱柱分流比为15。

质谱条件：EI离子源；电离能量为70eV；离子源温度为230℃；四级杆温度为150℃；全扫描（SCAN）模式范围为10～350amu；选择离子（SIM）扫描模式，如表1所示，全扫描与选择离子扫描同时进行。溶剂延迟为1.5min。

1.3 标准溶液配制

标准工作溶液的配制：临用时用甲醇配制成2.5、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0μg/mL标 准 溶 液，在6支Tenax吸附管中分别加入10μL标准溶液，调节氮气流速100mL/min，正向吹10min，上机测试。

1.4 样品前处理

分别将制备好家具样品放入VOC气候舱，舱内温度为23℃，相对湿度为（45±5）%，空气交换率每小时1次，空气速率为0.3m/s，平衡24h后，TenaxTA吸附管分别抽取气候舱内的气体，按仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 定性分析

挥发性有机物定性分析是根据GC/MS标准质谱数据库NIST谱库，按各色谱峰的质谱图与标准谱图对照分析，匹配度高于90%认为可信。22种挥发性有机物选择离子扫描（SIM）质谱图如图1所示。图1中1～22序号物质名称如表1所示。

图1 22种挥发性有机物气相色谱质谱图

表1 22种挥发性有机物定性离子和定量离子

2.2 方法的线性关系与检出限

运用最小二乘法，以标准物质峰面积（y）对目标化合物质量（x，μg）绘制标准曲线，线性拟合22种挥发性有机物线性方程，得到22种校准物质线性回归方程、相关系数、线性范围，如表2所示。由表1可知，22种校准物质在25～1000ng范围内线性关系良好，相关系数均大于0.995。以3倍信噪比作为检出限，22种化合物方法检出限为5ng。

表2 22种挥发性有机物线性方程、相关系数和方法检出限

2.3 方法回收率、精密度试验

用标准溶液及标准氮气配制3种混合物浓度样品，分别进行低、中、高3个水平的加标回收实验，平行6次实验，计算挥发性有机物加标回收率和精密度，试验结果如表3所示。在添加浓度范围内，22种校准化合物的平均回收率（n=6）在80.6%～96.2%，相对标准偏差（RSD）为3.1%～5.5%，表明方法具有良好的回收率和精密度。

表3 回收率和精密度测定结果（n=6）

3 结语

建立气候舱-热脱附气相色谱质谱联用法，测定家具产品中22种挥发性有机物，22种挥发性有机物在25～1000ng质量范围内线性关系良好，相关系数均大于0.995，22种挥发性有机物方法检出限为0.5μg·m-3，3个添加水平平均回收率（n=6）在80.6%～97.3%，相对标准偏差（RSD）为2.7%～7.3%，该方法简单快速、回收率和精密度良好，适用于家具产品中22种挥发性有机物同时检测。