空气中苯系物检测方案(热解吸仪)

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应用活性炭管二次热解吸直接进样法快速、准确分析空气中苯系物 张天龙，齐晓华，史瑾 (上海大学上海科创色谱仪器有限公司，.上海201800)摘要：近几年来，在贯彻 GB11737-89、GB50325-2001和 GB/T18883-2002 的过程中，对室内空气中苯的分析方法普遍感到存在不少问题。为此，我们在研制成功的 HL-800 二次热解吸仪上，采用将活性炭采样管直接二次热解吸，并与气相色谱仪联用直接进样的方法，准确分析室内空气中苯系物。通过苯系物分析的重复性和吸附/解吸效率试验，证实了该方法的先进性和实用性，圆满解决了快速、准确、无二硫化碳污染进行分析室内空气中苯系物的方法。 关键词：苯系物分析；活性炭管；：二次热解吸 中图分类号：X830.2 文献标识码： 文章编号： The Direct Twi-thermal Desorption Analysis ofBenzene Hydrocarbon in Air with Active Carbon Tube ZHANG Tian-long， QI Xiao-hua， SHI Jin (Shanghai University Kechuang Chromatograph Instrument Co.， Ltd. Shanghai 201800，China)Abstract： In the last few years， in the process of carrying through GB11737-89，GB50325-2001and GB/T18883-2002， many people thought that the analyticalmethod of benzene hydrocarbon in indoor air existed with not a few problems. Forthis， we develop and manufacture the HL-800 twi-thermal desorption instrument. Inthis paper， we adopt twi-thermal desorption/gas chromatography and confirm theadvancement and practicability of analyzing benzene hydrocarbon in indoor air withactive carbon tube by the repetition and adsorption/ desorption efficiency experiment.It solves the method to analyze benzene hydrocarbon in indoor air fleetly， exactly andwithout the pollution of CS2. Key words： Benzene analysis； Active carbon tube； Twi-thermal desorption 1.前言 目前，室内空气中苯和总挥发性有机化合物(TVOC)的分析主要依据以下三个国家标准来进行：(1)GB11737-89《居住区大气中苯、甲苯、二甲苯卫生检验标准方法气相色谱法》M，(2)GB50325-2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》[2]，(3) GB/T18883-2002《室内空气质量标准》[]。 对于苯， GB11737 和 GB50325 是应用活性炭管采样，然后可采用两种方法进行分析：(1)热解吸法：①经热解吸针筒采集手工注射进样法；②2006版GB50325 标准中增加了活性炭管直接热解吸法；(2)用二硫化碳提取，再用微量进样器手工进样法。GB/T18883 只规定采用二硫化碳提取法。 近几年来，在贯彻 GB11737、GB50325 和 GB/T18883的过程中，对毒性较强的苯的分析方法，普遍感到存在不少问题：：重复性差、吸附/解吸效率低、方法检测灵敏度低。我们按照2006版 GB50325新增活性炭管直接热解吸法，在研制成功的实用新型 HL-800二次热解吸仪上采用将活性炭采样管直接二次热解吸，并与气相色谱仪联用直接进样的方法，实现了快速、准确且无二硫化碳污染进行室内空气中苯系物的分析(二次热解吸仪产品专利号：200520045444.3)。 2.二次热解吸分析苯系物的工作原理4.51 利用一次热解吸炉(图1、A)，在350℃下快速加热活性炭采样管，同时通入 50-100mL/min 的载气1(N2)，将采样管中吸附的苯系物解吸出来，并带入致冷浓缩吸附管(冷阱)富集，冷阱中填充0.05-0.1g的 Tenax 吸附剂，在完成一次热解吸及致冷浓缩富集后，利用二次热解吸炉(图1、B)将致冷浓缩吸附管快速加热(300℃)，同时改变N2为1-5mL/min(载气2)，并反向通过致冷浓缩吸附管，将苯系物直接送进毛细管气相色谱系统进行分离和检测。工作原理示意图如下： 图1二次热解吸分析苯系物工作原理图 3.方法试验论证 3.1用苯系物标样做二次热解吸分析的重复性试验 试验条件： 仪器：科创 GC9800FP 气相色谱仪、HL-800二次热解吸仪 标样采样管：0.1g活性炭 冷阱采样管： 0.1gTenax TA 标样采样时间：3min 标样采样流量：50mL/min 冷阱浓缩富集温度：-：-3℃冷阱采样流速：100mL/min 冷阱采样时间： 5min 检测器： FID 放大器：增益3档 标样浓度：苯、、甲苯、乙苯、对二甲苯、、邻二甲苯混合标样，浓度100ug/mL 图2二次热解吸重复性试验谱图 表1二次热解吸分析苯系物的重复性试验数据表(uV.s) 试验次数 苯 甲苯 乙苯 对二甲苯 邻二甲苯 1 160111.5 151882.0 117882.5 119671.3 131308.0 2 163171.8 154292.5 116914.8 119758.8 135659.5 3 162057.8 148446.8 112855.0 117300.5 132686.5 4 160271.0 150575.0 119904.5 120417.0 131424.8 5 157573.5 146169.8 115805.0 116629.0 128911.5 6 160706.5 152731.8 122851.8 124540.0 135977.6 平均值 160648.7 150682.9 117702.3 119719.4 132661.3 相对标准偏差 (%) 1.19 1.97 2.92 2.34 2.06 试验结论：用活性炭管二次热解吸法分析苯系物的重复性非常好，其中苯的重复性最好，相对标准偏差为1.19%，苯系物五种组分峰面积数值的相对标准偏差均小于3%。 3.2用苯标样做二次热解吸分析苯的吸附/解吸效率试验 试验条件：样品浓度苯1.045mg/mL (其它试验条件同3.1)。 A二次热解吸直接进样 B、微量进样器直接进样 图3：二次热解吸分析苯的吸附/解吸效率试验谱图 表2二次热解吸分析苯的吸附/解吸效率数据表 进样方式 样品(mg/mL) 苯峰面积(uV.s) 吸附/解吸效率(%) 微量进样器直接进样 1.045 1764100 100 二次热解吸直接进样 1.045 1784046 101 试验结论：二次热解吸直接进样分析苯的吸附/解吸效率可达到100%左右。 3.3用现场采样做二次热解吸分析苯的加标回收率试验试验条件件3.1。 A、现场采样(加标) B、现场采样(空白) 图4!二次热解吸分析苯的加标回收率试验谱图 表3二次热解吸法对现场采样苯的加标回收率分析数据表 进样方式 样品 采样体积(L) 苯峰面积(uV.s) 二次热解吸直接进样 采样空白 2.25 96372.0 采样加标 2.25(加标1uL) 1843832.9 微量进样器直接进样 液体标样 1uL 1764100.0 试验结论：用0.1g活性炭采样管，采用二次热解吸法分析苯的加标回收率可达99%以上。 4.一次热解吸与二次热解吸直接进样分析活性炭管中苯系物的对比试验 试验条件：(其它试验条件同3.1) 标样采样管：0.1g活性炭 标样采样时间：5min 冷阱采样管：0.1gTenax TA 冷阱浓缩富集温度：-5℃ 冷阱采样流速： 50mL/min 冷阱采样时间： 6min 样品：苯、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、间二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、正十一烷混合标样，浓度 0.1mg/mL A、活性炭管二次热解吸分析谱图 B、活性炭管一次热解吸分析谱图 图5TVOC标样中苯系物分析谱图 表4二种热解吸法分析活性炭管中苯系物的对比数据表 组份名 二次热解吸法 一次热解吸法 峰面积(uV.s) 峰高(uV) 峰面积(uV.s) 峰高(uV) 苯 218001 13803 185988 4558 甲苯 181928 14225 121128 3549 乙苯 141454 12757 31043 1966 间二甲苯 139769 12795 26645 1539 苯乙烯 192422 17189 未分离检出 未分离检出 邻二甲苯 168050 14331 147027(含苯乙烯) 4736(含苯乙烯) 试验结论：与j一一次热解吸法相比，活性炭管二次热解吸法直接进样分析苯系物的峰形好、分离效果好、检测灵敏度高、分析准确度高。 5.对某办公室采样的苯系物分析实例 试验条件：(试验条件同4) A、活性炭管采样室内空气分析谱图 B、活性炭管采样家具内空气分析谱图 图6某办公室采样苯系物分析实例谱图 表5某办公室采样苯系物分析数据表 组份名 活性炭采样室内空气分析 活性炭采样家具内空气分析 峰面积(uV.s) 浓度(mg/m') 峰面积(uV.s) 浓度(mg/m) 苯 95566 0.05665 211725 0.1256 甲苯 1118114 0.6701 4805760 2.865 乙苯 157478 0.09425 434861 0.2726 间二甲苯 203922 0.118 534677 0.3269 邻二甲苯 154337 0.08674 832352 0.479 试验结论：家具中苯系物的浓度都超标，并且明显高于室内空气中的苯系物浓度，其中甲苯超标14.3倍， 二甲苯超标4倍。 6.。二次热解吸直接进样分析苯系物方法的优点 6.1与二硫化碳溶剂提取法分析苯系物相比的优点： (1)消除了二硫化碳对实验室环境污染的影响，有利于绿色实验室的建设； (2)省去二硫化碳纯化处理过程； (3)消除了因大量使用二硫化碳而引起的 FID 收集极的污染； (4)无大量溶剂峰的干扰； (5)被分析组份的提取转移操作过程快； (6)可重复使用活性炭采样吸附管； (7)重复性好，相对标准偏差均小于3%； (8)准确度高，吸附/解吸效率可达99%以上； (9)方法检测灵敏度可提高1000倍； (10)采样体积可减少为 3-5L，大大减少采样时间。 6.2与热解吸/注射器采集人工进样法分析苯系物相比的优点： 方法灵敏度提高了100倍，重复性好、定量准确度高、吸附/解吸效率高。 6.3与一次热解吸直接进样法分析苯系物方法相比的优点： 次热解吸法由于峰形变宽、分离较差、检测灵敏度低、分析误差大。。二次热解吸法的组份色谱峰的峰形好，分离效率高；提高了检测方法的灵敏度；提高了对苯系物的吸附/解吸效率及其定量分析准确度；在分析过程中，同时对采样吸附管自动完成活化处理，大大提高了工作效率。 7.结束语 理论和实践证明，采用活性炭采样管二次热解吸/气相色谱法分析空气中的苯系物可很好地解决在贯彻 GB11737、GB50325 和 GB/T18883 中所面临的种中问题，是保证室内空气中苯系物分析数据准确性的先进而实用的方法。 ( 参考文献： ) ( [1] GB11737-89《居住区大气中苯、甲苯、二甲苯卫生检验标准方法气相色普法》 ) ( [2]GB50325 - 2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》. ) ( [3] GB/T18883-2002《室内空气质量标准》. ) ( [4]崔九思.室内空气污染监测方法[M].北京：化学工业出版社，2002. ) ( [5]崔九思.室内环境检测仪器及应用技术[M].北京：化学工业出版社，2004. )