空气中苯系物分析方法比对

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目前 , 测定大气中苯系物通常采用先经活性炭常温 吸附、 二硫化 碳溶剂 解吸 后, 用气相 色谱 仪 ( 配 备 FID 检测器, 以下简称 GC) 进行检测。随着科学技 术的发展 , 出现了许多新的苯系物前处理和检测技 术。其中常用 的新前处理方法 主要为热脱附 进样 法, 新检测方法主要为气相色谱 / 质谱联用仪 ( 以下 简称 GC/ M S) 检测法。 笔者分别采用 T enax 不锈钢吸收管吸附 热脱 附仪解吸法 ( 简称热脱附 , 下同 ) 和活性炭吸附 溶剂
2. 1 精密度 4 种分析方法的相对标准偏差均值顺序为溶剂解吸 GC 检测 > 溶剂 解吸 GC/ MS 检 测 > 热脱 附 GC 检 测> 热脱附 GC/ MS 检测, 精密度试验结果见表 2。
1. 2. 3 热脱附分析条件 分流比: 10 1; 吹扫流量 : 20 mL / min; 预吹扫 时间 : 1 min; 干吹扫时间: 1 min; 解吸温度: 250 ;
收稿日期 : 2011 05 25; 修回日期 : 2011 06 03 责任编辑 : 王海云 基金项目 : 环保部制药行业 V O Cs 与 恶臭控制 技术政策 研究项 目 ( 201109004) 作者简介 : 魏亚楠 ( 1986 ) , 女 , 河 北清苑人 , 主要从 事环境 监测 方面的研究。 通讯作者 : 邢志贤高级工程师。 E mail : singoling@ s ohu. com
表 5 某居民区苯系物检测结果
T ab. 5
分析方法 溶剂解吸 GC 热脱附 G C/ M S 溶剂解吸 热脱附 5. 2 6. 8 5. 3 10- 3 10- 3 10- 3 3. 0 2. 8 2. 9 10- 3 10- 3 10- 3 8. 5 10- 4 4. 6 4. 3 3. 7 1010103 3 3
第5期
魏亚楠等
空气中苯系物分析方法比对
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2. 3
检出限 将苯系物标准气体逐级稀释, 采样 10 L。溶剂
作为方法检出限。由各种分析方法测得各物质的检 出限见表 4。4 种分析方法的检出限顺序为溶剂解 吸 GC 检测 > 溶剂解吸 GC/ M S 检测 > 热脱附 GC 检测> 热脱附 GC/ M S 检测( 见表 4) 。
Com parison of airbor ne BT EX analysis m et hods
WEI Ya nan, FU Cui qing, YAN Yo ng lu, GAO Bo, M A L ei, XING Z hi xian
( H ebei Env ir onment M o nitor ing Cent er Statio n, Shijiazhuang Hebei 050021, China)
Abstract: By using act ivated ca rbon adsor ption so lvent desor ption metho d, ther mal deso rptio n pretr eatment ( T enax as the ab
so rbent) , and GC or G C M S for detecting air bo rne BT EX, qualitative and quantit ative ana lysis is co nduct ed. T hen, the ex per i ment methods and analysis r esult s ar e discussed. Results show that ther mal desor pt ion pretr eatment with GC/ M S select ed ion monito ring is a goo d quantitative analysis method t hat has hig h sensitiv ity, hig h accuracy and high recov ery rate.
BT EX detectio n results of a r esidential area
mg/ m 3 ( 乙苯 ) 未检出 ( 对二甲苯 ) 未检出 ( 间二甲苯 ) 未检出 4. 5 4. 8 4. 6 10- 3 10- 3 10- 3 ( 邻二甲苯 ) 未检出 2. 6 10- 3 ( 苯乙烯 ) 未检出 2. 6 10- 4
mg/ m 3 ( 甲苯 ) 3. 2 1. 0 2. 1 1. 2 10
- 2
( 乙苯 ) 3. 0 9. 9 5. 4 1. 0 10
- 2
( 对二甲苯 ) 3. 0 9. 6 2. 1 1. 0 10
- 2 5 3 5
( 间二甲苯 ) 3. 1 1. 2 3. 8 1. 5 10
- 2
( 邻二甲苯 ) 3. 5 1. 4 4. 5 1. 6 10
Key words: BT EX; GC( F ID) ; GC/ M S; det ection 苯系物通常包括苯、 甲苯、 乙苯、 二甲苯、 异丙 苯、 苯乙烯等化合物。除苯是已知的致癌物以外, 其 他化合物对人体和生物也均有不同程度的毒性
[ 1]
( 二硫化碳) 解吸法( 简称溶剂解吸, 下同 ) 对苯系物 进行前处理, 然后分别在 GC 或 GC/ M S 上进行定 性、 定量分析 , 并对试验方法和分析结果加以讨论, 从中筛选出最佳苯系物分析方法。
2. 2
加标回收率 在实际空气样品中加入标准气体 , 分别用 4 种
4 种方 法的 加标 回收 率顺序 为热 脱附 GC/ M S 检 测 > 热脱附 GC 检测 > 溶剂解吸 GC/ M S 检测 > 溶 剂解吸 GC 检测( 见表 3) 。
方法进行采样分析, 并计算加标回收率。结果表明 ,
表 3 回收率试验结果
苯系物特征离子
相对分子质量 78 92 106 106 106 106 120 104 定量 78 92 91 106 106 106 105 104 参考 51 91 106 91 91 91 120 103
T ab. 1 BT EX scanning ion
2
数据分析
用不同检测方法分析检测苯系物混合标样 7 次,
- 2
( 苯乙烯 ) 3. 7 9. 6 9. 7 1. 6 10- 2 10- 5 10- 3 10- 5
10- 4 10- 3 10- 5
10- 4 10- 3 10- 5
10- 5 10- 3 10- 5
101010-
10- 4 10- 3 10- 5
10- 4 10- 3 10- 5
3
实际样品验证
1
试验部分
1. 1 分析仪器及主要耗材 GC( FID 检测器) : H P6890( 安捷伦科技有限公 司提供 ) ; GC/ M S: H P6890/ 5973N ( 安 捷伦科 技有 限公司提供 ) ; 热脱附仪: Unit y series2, Markes ( 安 捷伦科技有限公司提供 ) ; 色谱柱: DB INNOWAX ( 30 m 0. 32 m m 0. 5 m) ; 空气采样器: T H 600 污染源气 体采样 仪; 吸附管 : T enax / 不锈 钢, 活性 炭 / 玻璃。 1. 2 分析条件 1. 2. 1 色谱分析条件 ; 分流比 : 10 1; 柱温 : 50 (保 进样口 : 220
第 28 卷第 5 期 2011 年 9 月
河 北 工 业 科 技
H ebei Jour nal of Industr ial Science and T echno log y
V ol. 28, No . 5 Sept. 2011
文章编号 : 1008 1534( 2011) 05 0321 03
为了验证方法的实用性 , 用 4 种分析方法分别 检测某居民区的苯系物含量 ( 见表 5) 。结果表明 , 溶剂解吸 GC 检测法对全部项目未检出, 溶剂解吸
GC/ M S 检测法对部 分项目未 检出, 热脱附 GC 检 测法和热脱 附 GC/ M S 检 测法则全 部检出所 有项 目。因此, 热脱附法在检测空气中低浓度苯系物时 具有明显的优势。
表 2 精密度试验结果
T ab. 2 Results of accuracy ex periment
分析方法 苯 溶剂解吸 GC 热脱附 G C/ M S 溶剂解吸 热脱附 2. 88 1. 23 3. 10 1. 65 甲苯 2. 56 1. 29 2. 45 1. 42 乙苯 2. 42 1. 21 2. 01 1. 48 相对标准偏差 / % 对二甲苯 2. 58 2. 34 2. 33 2. 11 间二甲苯 2. 98 2. 88 2. 54 2. 05 邻二甲苯 2. 87 2. 01 2. 27 2. 09 苯乙烯 3. 12 2. 35 2. 55 2. 27 均值 2. 77 1. 90 2. 46 1. 87
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持 1 min) , 以 5 / min 的升温速度升至 80 ( 保持 5 m in) ; 柱流量( F ID 检测器用高纯氮气 , 质谱检测 器用高纯氦气) : 1 mL / m in; 检测器 : F ID, 250 ;空 气流量 400 m L/ min, 氢气流量 40 mL / min, 尾吹气 流量 60 mL / min 。 1. 2. 2 GC/ M S 分析条件 离子源能量 : 70 eV; 检测器电压: 1 805 eV; 四 极杆温度 : 230 ; 离子源温度 : 150 ; 气质接口温 度: 250 。苯系物特征离子见表 1 。 表1
T ab. 3 R esults o f recov ery rate ex per iment
分析方法 苯 GC 溶剂解吸 热脱附 G C/ M S 溶剂解吸 热脱附 97. 9 99. 1 95. 1 99. 8 甲苯 90. 2 96. 2 96. 8 97. 8 乙苯 98. 1 97. 8 98. 0 99. 7 相对标准偏差 / % 对二甲苯 89. 5 95. 6 88. 6 98. 6 间二甲苯 85. 1 100. 2 88. 2 97. 9 邻二甲苯 88. 4 98. 4 87. 1 98. 6 苯乙烯 90. 6 94. 3 90. 6 99. 3
解吸定容到 1 m L, 热脱附直接热解吸。分别用 GC 和 GC/ M S 检测, 以信噪比 S/ N = 3 时的样 品浓度
T ab. 4
分析方法 溶剂解吸 GC 热脱附 溶剂解吸 G C/ M S 热脱附 4. 2 1. 1 2. 8 1. 3 ( 苯) 10
- 2
表 4 苯系物的检出限
Detection limit o f BT EX
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 苯 甲苯 乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯 异丙苯 苯乙烯 名称
解吸时间: 5 min; 冷阱低温: - 10 ; 冷阱高温: 300 ; 保持时间 : 1 min; 热脱附传输线温度 : 120 。 1. 3 主要试剂 苯系物 标准 气体 ( 国家 环保部 标准 样品 研究 所) 、 二硫化碳( 色谱纯 ) 。 1. 4 操作步骤 分别用活性炭和 T enax 吸收管采 集一定体积 苯系物标准气体 , 用二硫化碳 或热脱附仪解 吸, 用 GC/ M S 或 GC 法检测。 1. 4. 1 定性分析 GC 采用保留时间定性 , GC/ M S 采用保留时间 和特征离子综合定性。 1. 4. 2 定量分析 GC 法采用峰面积定量 , GC/ M S 检测法采用外 标法 选择离子 峰面积定量。
空气中苯系物分析方法比对
魏亚楠, 付翠轻, 严永路, 高
摘
博, 马
磊, 邢志贤
050021)
( 河北省环境监测中心站, 河北石家庄
要: 采用活性炭吸附 、 溶剂解吸法或热脱附( T enax 做吸附剂) 法前处理、 气相色谱仪 ( F ID 检测
器) 或气相色谱 / 质谱联用仪检测法对空气中苯系物进行定性、 定量分析, 并对试验方法和分析结果 加以讨论。 试验表明 , 热脱附前处理 气相色谱 / 质谱联用仪检测法是一种灵敏度高、 回收率高 、 精 密度高的定量分析方法。 关键词: 苯系物 ; GC 仪( FID 检测器) ; GC/ MS; 检测 中图分类号 : X830 2 文献标志码 : A