摘要：为快速测定工作场所环境空气中多种有机化合物，在实际工作中需要建立多种有机物同时测定的方法很有必要。更加快速检测工作场所环境空气中共存的正己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、CH3COCH3、环己酮、三氯乙烯和四氯乙烯多种有机化合物能提高工作效率。为排除干扰物质，使用不同色谱柱进行再次测定辨别和定量。方法采用气相色谱法，活性碳管吸收空气中有机化合物，CS2解吸，经毛细管色谱柱分离。结果分离效果理想，相关系数R2均大于0.999；相对标准偏差范围在0.9%～5.3%之间；最低检出限范围0.15～1.86μg/mL；空气中最低检出浓度范围0.1～0.31mg/m3；解吸效率范围94.6～99.1%。结论方法简单、快速、准确，适用于工作场所环境空气中多种有机物毒物的同时测定。
关键词：环境；气相色谱法；工作场所空气；有机化合物
广东珠江三角洲地区，尤其是佛山、深圳、东莞、等地工厂企业较多，工厂生产过程中原辅材料使用苯系物、正己烷、C2HCl3、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，是最普遍的职业病危害因素,因此对企业工作场所环境空气中有毒有害物质的监测十分重要。目前测定检测上述几种物质的标准方法是对于同种类物质用一种方法进行单独测定，不同类别物质的检测方法所用的色谱柱及仪器条件等均不相同。
1.材料与方法
1-1试剂
二硫化碳（科密欧-天津）经气相色谱鉴定无干扰物。标准物质:正己烷、C6H6、甲苯、二甲苯（对、间、邻）、乙苯、苯乙烯、醋酸乙酯、乙酸丁酯、CH3COCH3、丁酮、环己酮、C2HCl3、四氯乙烯均为色谱纯，不含干扰测定的物质。
1-2仪器与设备
活性碳管，装有100mg/50mg（防止穿透）活性碳颗粒。防爆空气采样器（低流量）0~1L/min。岛津GC-2014C气相色谱仪(带FID检测器和液体自动进样器、10μL进样针）。
1-3方法
1-3-1色谱条件
极性色谱柱岛津WondaCap WAX（30m×0.25mm×0.25μm）和中极性色谱柱岛津WondaCap17（30m×0.25mm×0.25μm），其测定条件均为进样口温度200摄氏度；分流比10∶1；流量3.0毫升每分钟；进样体积1.0μL；检测器温度250摄氏度；氢气流量40.0毫升每分钟；空气流量400.0毫升每分钟；尾吹气（氮气）流量30.0毫升每分钟。柱温：初温50摄氏度，保持2.0min，以10摄氏度/min速率升温至110摄氏度。
1-3-2配制标准溶液
取10.0mL容量瓶，加少量的CS2，用微量注射器加入中正己烷、C6H6、甲苯、二甲苯（对、间、邻）、乙苯、苯乙烯、醋酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、CH3COCH3、环己酮、C2HCl3和四氯乙烯各10.0μL，用CS2稀释至刻度，质量浓度分别为660.3、878.7、866.9、864.2、861.1、880.2、867.0、906.0、899.8、882.6、789.8、806.1、947.0、1463、1630mg/L，此溶液为标准溶液。
1-3-3标准曲线制备
取标准溶液0.1、0.5、1.0、2.0、4.0mL，用CS2稀释至10.0mL，制成标准系列，浓度范围约为6.60~1630.00mg/L。分别进样1.0μL，重复进样3次，得出峰面积或峰高平均值，制作标准曲线图。
1-4分析步骤
1-4-1样品采集
在采样点，切断活性碳管前后两段，连接采样器，以20~50mL/min流量采集15~240min空气样品，采样后马上用保护套封紧两端，带回实验室测定。同时做空白对照管：在采样地点将开封后，然后用保护套封紧，连同样品带回实验室分析测定。
1-4-2仪器工作条件
极性色谱柱WondaCapWAX（30m×0.25mm×0.25μm），进样口温度：200摄氏度；氢火焰离子化检测器温度：250摄氏度；升温程序：初始炉温50摄氏度，保持2min，10摄氏度/min升至110摄氏度；气体流量：分流进样，分流比为10：1；柱流量N2：2.0毫升每分钟，H2：40毫升每分钟，Air：毫升每分钟，尾吹气流N2：30毫升每分钟。
1-4-3样品处理和测定
将已经采用的活性碳管前后部分一起倒入样品瓶中，加1.0毫升二硫化碳，加盖密封闭后，振摇后放置30分钟解吸。进样1μL上机测试。样品和标准曲线的方法条件相同，结果扣去空白碳管测定值，通过标曲从而得到各物质的浓度。
2.结果
2-1色谱条件的选择
为了节省检测时间，参考了有关文献，强极性色谱柱WondaCapWAX，通过选择适当的载气条件和升温程序，使13种物质峰型较尖锐、无拖尾。13种物质的色谱峰顺序依次见图1。
图1 - 13种有机物的色谱分离图
2-2检出限试验和最低检出浓度
把仪器调节至基线平稳，测定基线的斜率和噪声，以三倍信噪比所对应的被测组分为检出限；以采样体积为0至12升，现场环境大气压为101.3千帕,现场环境温度为20摄氏度的条件计算出每种物质在工作场所空气中最低检出浓度。方法的线性范围方法对各有机物检测的线性范围宽，并具有良好的线性关系，各物质的相关系数R2都大于0.999。
2-3方法的精密度试验和各有机化合物的解吸效率
向3份碳管加入高、中、低三种浓度的各物质标准溶液,每份6支碳管,分别加入标准溶液体积小于10μL，碳管做好密封处理，放置过夜使其平衡，用1.0毫升二硫化碳解吸30min后测定。需要做碳管空白，计算需要减去空白值。准确度测定采用测定质控样品的方法，用建立的方法条件对在中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所购买的高、低浓度水平的“活性碳管中正己烷”、“活性碳管中C2HCl3”、“活性碳管中苯系物标准物质”等样品进行多次测定，各组分的结果含量均落在定值范围内。CH3COCH3、正己烷、乙酸乙酯、苯、甲苯、乙苯、二甲苯的平均精密度分别为：CH3COCH3：1.58%，正己烷：1.35%，乙酸乙酯：1.25%，苯：1.75%，甲苯：0.99%，乙苯：1.17%；二甲苯：1.28%；平均解吸效率（100mg活性碳）分别为：CH3COCH3：94.9%，正己烷：94.6%，乙酸乙酯：97.5%，苯：95.4%，甲苯：99.8%，乙苯：98.3%，二甲苯：98.1%。精密度和解吸效率均能够满足GBZ/T210.4-2008的第5.8“验证试验”条款的要求。
2-4干扰试验
在优化的色谱条件下对常见有机溶剂进行干扰试验，发现常见的异丙醇、丙醇、异戊醇、四氯乙烯、氯仿、环己烷等不干扰测定，甲醇和1，2-二氯乙烷会干扰乙酸乙酯的测定，正丁醇会干扰对二甲苯的测定。对于乙酸乙酯、二甲苯的定量分析，在实际工作中干扰物两两共存的可能性较大。故需进行排除干扰，以免定量错误。
根据结合现场职业卫生、劳动卫生学调查，确定其检测项目再进行定量分析。
对于甲醇和1,2-二氯乙烷和乙酸乙酯同时存在时，需要选择WondaCap17色谱柱再次进样。仪器条件为：进样口温度：200摄氏度；氢火焰离子化检测器温度：250摄氏度；升温程序：初始炉温40摄氏度，保持3min，25摄氏度/min升至160摄氏度，保持1min；气体流量：分流进样，分流比为29：1；柱流量N2：0.7mL/min。试验可见，如图2所示，再次进样可以把三者分开，排除相互干扰并进行定量分析。
图2 乙酸丁酯排除干扰色谱图
对于丁醇和对二甲苯同时存在时，需要选择WondaCap17色谱柱再次进样。仪器条件为：进样口温度：200摄氏度；氢火焰离子化检测器温度：250摄氏度；升温程序：初始炉温50摄氏度，保持2min，10摄氏度/min升至100摄氏度，保持2min；气体流量：分流进样，分流比为10：1；柱流量N2：1.39mL/min。试验可见，如图3所示，再次进样可以把两者分开，排除相互干扰并进行定量分析。
图3 对二甲苯排除干扰色谱图
2-5样品分析
采用本文建立的方法对电子厂、五金厂、机械厂、印刷厂、家具厂等工作场所环境空气进行日常监测，监测结果表明，对共存的有机化合物能够分开定性并准确定量，检测结果与现场情况和气相色谱-质谱分析结果相符。
3.结论
本文建立的用活性碳管吸收环境空气中有机化合物，用CS2解吸，经强极性色谱柱WondaCapWAX和中级性WondaCap17，进行分析定量并排除干扰物，能同时有效分离和准确测定空气中正己烷、苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、乙苯、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、丙酮、环己酮、三氯乙烯和四氯乙烯，从进样到上述13中有机化合物分离测定，9min之内完成。方法操作简便、灵敏度高、浓度范围宽，精密度好、准确度高等检测性能指标符合职业卫生标准的相关要求。适用于快速监测工作场所环境中多有机化合物，适用于职业卫生监测工作的需求,能在监测工作场所环境空气中广泛应用。
参考文献:
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[3]谷素英.毛细管气相色谱法同时测定工作场所空气15种污染物[J].现代预防医学，2013，40(11):2111．
论文作者:吴健华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/21
标签：甲苯论文; 摄氏度论文; 色谱论文; 乙酸乙酯论文; 氯乙烯论文; 有机化合物论文; 干扰论文; 《防护工程》2018年第34期论文;