室内空气中苯系物的热解吸气相色谱法测定

   张丹 张红辉   洛阳市疾病预防控制中心,河南洛阳，471000

【摘要】 目的 建立室内空气中苯、甲苯、二甲苯的Tenax-TA吸附管热解吸气相色谱测定方法。方法 采用老化过的Tenax-TA吸附管进行室内空气中苯、甲苯和二甲苯的采样， 热解吸后检测器（FID）分离检测，标准曲线法定量。结果苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯在线性范围10-300.0μg/ml分离良好，标准曲线相关系数可达0.9991以上,该方法对苯系物测定的回收率93.0%-101.2%，相对标准偏差2.8% -4.9%，苯、甲苯、二甲苯的检出限分别为苯0.00016、0.00012和0.00010mg/ m³。结论Tenax-TA吸附管热解吸气相色谱测定方法操作简单、准确性好，对洛阳市50个家庭进行检测全部合格。

【关键词】Tenax-TA吸附管；苯系物;热解吸;气相色谱

苯系物是苯及其衍生物的统称，通过吸入蒸气或皮肤接触而进入体内,主要对神经和血液循环系统造成损伤导致白血病或再生障碍性贫血，故被IARC确定为一类人类致癌物质, 是室内空气中重要的污染物质之一^［1-2］。室内空气污染有污染物类型多、对人体作用时间长、短期污染浓度大、污染物释放周期长等特点^[3]，因此对室内空气中苯系物的浓度有强制性要求^［4］。空气中苯系物的测定方法主要有溶剂解吸-气相色谱法和热解吸-气相色谱法等^［5-9］，笔者采用Tenax-TA 解析管吸附采样，建立了二次热解吸-冷阱捕集气相色谱测定空气中苯系物的方法。该法操作简单，灵敏度高，适用于空气中低浓度苯系物的分离检测。

1 材料与方法

1.1仪器与试剂2010气相色谱仪（附FID检测器，日本岛津公司2010）；DB-Wax 毛细管柱（0.25 mm×0.25 μm，30 m）；多功能样品浓缩仪CDS8000（美国CDS公司）；BCT700老化仪（北京博赛德科技有限公司）。甲醇中苯标准溶液(GBW08703，1 000mg/L，农业部环境保护科研监测所）；甲醇中甲苯（GBW08704，1 000mg/L，农业部环境保护科研监测所）；甲醇中二甲苯（BW0915J，1 000mg/L，农业部环境保护科研监测所））；甲醇（HPLC色谱纯, CAEQ-4-003302-4000，CNW）。

1.2方法

1.2.1 采样管活化

在 100 mL / min 的高纯氮气流下，将Tenax-TA 吸附管插入老化仪，加热250℃，保持2h,并当温度下降到40℃时取下密封采样管，随机抽取 3 只采样管进行测试，检测空白采样管均没有明显的干扰峰。

1.2.2标准溶液配制 分别取甲醇中苯、甲苯、二甲苯标准溶液1.50ml，用甲醇定容至5ml容量瓶中为300μg/ml。

1.2.3仪器条件色谱条件：进样口温度:150℃;检测器温度:180 ℃;分流比:10:1;柱流量：1.2 ml/min; 氢气流量:40 ml/min;空气流量:400 ml/min;尾吹流量:30 ml/min；色谱柱温度：60℃（5min）以速率 10℃/min升温至120℃（3min）。

二次解析条件：解析温度：250℃；解析时间：15min；传输线温度：200℃；阀温：200℃；冷阱温度：40℃；冷阱时间：10min。

图1苯系物标准色谱图

1.2.4 样品采集 按照《室内环境空气质量监测技术规范》^［10］设定采样点，采样前关闭门窗12 h，采样时避开烹饪时间，全程关闭门窗，并测量室温。采样点选择居室中央，采样高度0.8 -1.5 m，打开Tenax-TA管两端,以0.1L/min 流量采集45min 空气样品，采样后立即封闭Tenax-TA管两端待分析。同时做空白对照试验，打开Tenax-TA管,带到采样点,但不抽取空气,与样品同时分析作为对照。

2 结果

2.1 毛细管色谱柱的选择 分别选用 DB－5(0.25 mm×0.25 μm，30 m)、和DB-Wax(0.25 mm×0.25 μm，30 m) 毛细管色谱柱进行分离比较，经试验DB－5毛细管柱对二甲苯的分离不理想，DB-Wax柱能够实现对苯系物的完全分离。

2.2采样管活化条件的确定  分别对Tenax-TA管进行活化1 h、2 h、3 h，结果表明采样管加热到250℃保持1 h的色谱图有比较明显的干扰峰,保持2h、3 h 的色谱图无比较明显的干扰峰，故选择活化时间2 h。

2.3分流比的选择 分流比与灵敏度直接相关，为了获得更好的峰形同时又保证灵敏度，实验比较了4个分流比：30:1、20:1、10:1、5:1，结果是5：1灵敏度最高，但峰形明显加宽，分离度降低，二甲苯三个峰分离不好，故选择10:1。

2.4校正曲线和检出限

用甲醇逐级稀释，配制苯系物标准混合液0、10.0、25.0、50.0、100.0、200.0、300.0μg/ml。用1uL注射器将浓度范围的标准溶液分别快速注入BCT700老化仪汽化室进样口，气化室温度50℃，氮气流量100 ml / min ，持续吹扫Tenax-TA吸附管10min，用热解吸气相色谱法分析,绘制标准曲线。苯系物在10.0-300.0 μg/mL的浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系，相关系数均大于0.9991。按采样量以0.1L/min 流量采集45min进行测定，计算该方法的检出限，二甲苯（邻、间、对二甲苯）以组计,其检出限分别为：苯0.00016 mg/m³、甲苯0.00012 mg/m³、二甲苯0.00010 mg/m³,结果见表1。

表1  标准曲线方程、相关系数

2.5精密度和回收率

在空白密闭房间内用老化好的Tenax-TA吸附管采取空气样品，然后按照制备标准管的方法进行加标50 mg/L、200 mg/L，每个浓度重复6次，上机测定苯、 甲苯、二甲苯的浓度，计算相对标准偏差和回收率，结果见表2。

表2  精密度和回收率

2.6 实际样品检测  利用建立的检测方法，2018年主要对洛阳市上风向老城区、下风向涧西区的50名学生及家庭作为调查对象，开展了采暖季和非采暖季居室空气中苯系物含量调查，检测结果最高值苯0.027 mg/m³、甲苯0.016mg/m³、二甲苯0.037 mg/m³，均在国家标准范围之内。

3结论

本文采用Tenax-TA 解析管吸附采样，建立室内空气中苯、甲苯、二甲苯的热解吸气相色谱测定方法。该法相对溶剂解析法来说，不但灵敏度、检出限、解吸效率和精密度均能满足样品分析的要求，而且在分析过程中对环境和操作者接近零污染，可应用于居室内空气中苯、甲苯、二甲苯的检测。

参考文献

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［3］胡亚男，夏慧杰，祝琳.抚顺市 60 所住房室内空气甲醛和苯系物污染状况［J］.职业卫生与应急救援，2017，35（5）：438-440

［4 ] 国家质量监督检验检疫总局，卫生部，国家环境保护局.GB/T18883—2002室内空气质量标准[S].北京：中国环境科学出版社，2002.

［5]李中贤， 刘小培， 王俊伟等. 二次热解吸-气相色谱法测定工作场所空气中苯系物［J］.河南科学, 2018，36（1）：55-58

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［10] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，中国国家标准化管理委会.GB/T182014. 2—2014公共场所卫生检验方法第2 部分:化学污染物［S］.北京：中国标准出版社,2014.