空气中15种挥发性有机物的气相色谱同时测定

空气中15种挥发性有机物的气相色谱同时测定
李振伟;金霞;张玮
【摘要】目的:建立一种同时测定工作场所空气中烷烃、芳香烃、卤代不饱和烃、脂肪族酮、脂环酮、饱和脂肪族酯六大类有机物的分析方法。

方法:用活性炭管采
集工作场所中15种挥发性有机物,二硫化碳解吸后,经毛细管色谱柱(DB-FFAP或HP-INNOWAX)分离,氢火焰离子化检测器(FID)检测,以保留时间定性,峰面积定量。

结果:用这两种毛细管柱均可在10min内完全分离15种挥发性有机物,各组分线性相关系数大于0.999,精密度RSD范围0.16%～3.56%,加标回收率90%～110%。

结论:该方法能有效分离、准确测定空气中的15种挥发性有机物,适合现场空气中
该类化合物的同时测定。

【期刊名称】《生物化工》
【年(卷),期】2017(003)006
【总页数】4页(P61-64)
【关键词】气相色谱法;烷烃;芳香烃;氯代不饱和烃;脂肪族酮;酯环酮;饱和脂肪族酯【作者】李振伟;金霞;张玮
【作者单位】青岛环湾检测评价股份有限公司;青岛环湾检测评价股份有限公司;青
岛环湾检测评价股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】X831
苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯是职业卫生检测中常见的有毒物质。

工作场所中，该类有机物的存在对作业工人及环境均造成极大的危害，近年来由其引起的急慢性职业病时有发生[1]，涉及油漆、印刷、服装等制造业，工
作场所可能同时存在上述多种污染物，目前国标采用的检测方法[2-7]分析烷烃、
芳香烃、卤代不饱和烃、脂肪族酮类、脂环酮、饱和脂肪族酯类，是分别进行采样，然后在不同条件下分别检测分析，使用的色谱柱大多是填充柱。

在职业卫生检测时测定上述15种挥发性有机物，需要进行六次样品采集和六次气相色谱检测分析来完成。

针对空气中的15种烷烃、芳香烃、卤代不饱和烃、脂肪族酮类、脂环酮以及饱和脂肪族酯，用活性炭管采集，二硫化碳解吸后，用气相色谱进行分离并定量分析。

笔者建立的一种新的分析方法，一次采样同时测定15种挥发性有机物，并验证比较了两种色谱柱，均能有效分离并准确测定，适用范围广，大大缩短了采样时间和分析时间，在本方法中使用的色谱柱均为毛细管色谱柱更为方便。

气相色谱仪型号为岛津GC-2014C，与之配套的氢火焰离子化检测器；色谱柱为
毛细管色谱柱，选用30m×0.32mm×0.25μm的DB-FFAP（色谱柱1）和
30m×0.32mm×0.25μm的HP-INNOWAX（色谱柱2）；微量注射器，10μL；二硫化碳，色谱鉴定无干扰杂峰，北京大力宏业；1.5mL溶剂解吸瓶；溶剂解吸
型活性炭管，内装100mg/50mg活性炭；苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对
二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯均为色谱纯，其中丙酮为天津科密欧生产，其他色谱纯为天津光复生产。

DB-FFAP和HP-INNOWAX毛细管色谱柱；载气为高纯氮气；气化室200℃，采用程序升温：初始温度40℃，保留3.6min，10℃/min的速率升至88℃，再以
25℃/min升至140℃；分流比30∶1；柱流量2.0mL/min；检测器温度250℃。

标准系列配制，加约2mL二硫化碳于5mL容量瓶中，用微量注射器准确加入色
谱纯10μL苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯，用二硫化碳定容，根据20℃的色标液密度计算标准使用液中的各组分浓度。

用二硫化碳梯度稀释得
标准系列。

按照配制标准系列分别进样1.0μL，测定各标准系列。

每个浓度重复测定3次。

以测得的峰面积均值分别对苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯浓度（μg/mL）绘制标准曲线，见图1、图2。

将采过样的前后段活性炭分别倒入溶剂解吸瓶中，各加入1.0mL解吸液，封闭后，振摇1min，解吸30min。

解吸液供测定。

若解吸液中待测物的浓度超过测定范围，可用解吸液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。

用测定标准系列的操作条件测定样品和样品空白的解吸液；测得峰面积值后，由标准曲线得苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯的浓度
（μg/mL）。

采样体积换算成标准采样体积：
计算空气中苯系物、脂肪族酯类、脂肪族酮类等多种有机混合物的浓度：
式中，C：空气中苯系物、脂肪族酯类、脂肪族酮类等多种有机混合物的浓度，
mg/m3；c1,c2：测得前后段解吸液中有害物质的浓度（减去样品空白），
μg/mL；v：解吸液的总体积，mL；V0：标准采样体积，L；D：解吸效率，%。

测试质控样，进行实验室内部人员比对，用气相色谱仪GC-2014C安装DB-FFAP 和HP-INNOWAX两种色谱柱进行分析比较，都取得满意结果。

国家标准方法中采用的不同的填充柱分别测定上述15种挥发性有机物，本方法通过两种毛细管柱均可以在10min内实现完全分离同时测定。

测定结果如图3、图
4所示。

配制含15种组分的标准溶液测定，以横坐标为浓度，纵坐标为峰面积绘制标准曲线，如图1及图所示。

从图1及图可见，线性相关系数大于0.999，以三倍信噪
比计算检出限，检出限均低于1.0μg/mL，满足国家标准限值要求的使用[8]，结
果见图5。

对同一浓度样品进行重复性测试以峰面积计算精密度两种毛细管色谱柱分离的计算结果见表1，RSD均小于5%。

购买质控样，采用本方法进行样品测定，苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯浓度回收率分别在90%～110%，准确度高。

按照解吸效率测定方法，计算同时吸附15种挥发性有机物时的解吸效率，结果与国家标准中基本一致。

此方法对不同行业的样品进行分析检测，方法简便易于操作。

多次进行仪器比对、人员比对、实验室内部质控，参加国家及省的实验室比对结果满意。

本方法采用DB-FFAP和HP-INNOWAX两种毛细管色谱柱和FID检测器同时定
性定量检测空气中苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、三氯乙烯、正己烷、丙酮、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯15种挥发性有机物，并用于不同行业的样品分析检测。

该方法操作简单，可一次采样同时测定、分离效果好（15种挥发性有机物均达到完全分离）、重复性好（精密度RSD范围0.16%～3.56%）、准确度高（加标回收率90%～110%）、检出限低（均小于等于现有标准检出限）、适用范围广，可满足空气中多种烷烃、芳香烃、
卤代不饱和烃、脂肪族酮类、酯环酮以及饱和脂肪族酯的同时测定。

【相关文献】
[1]冯志明.深圳市龙岗区1993-2009年职业病发病情况[J].职业与健康,2011,27(2):97-98.
[2]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.38-2007工作场所空气有毒物质测定烷烃类化合物[S].2007.
[3]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.42-2007工作场所空气有毒物质测定芳香烃类化合物[S].2007.
[4]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.46-2004工作场所空气有毒物质测定卤代不饱和烃类化合物[S].2004.
[5]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.55-2007工作场所空气有毒物质测定脂肪族酮类化合物[S].2007.
[6]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.56-2004工作场所空气有毒物质测定脂环酮和芳香族酮类化合物[S].2004.
[7]中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.63-2007工作场所空气有毒物质测定饱和脂肪族酯类化合物[S].2007.
[8]中华人民共和国卫生部.GBZ 2-2007工作场所有害因素职业接触限值[S].2007.。