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气相色谱法同时测定工作场所中的7 种有机化合物论文

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2026-04-10 16:09:39    来源:    作者:xuling

摘要:建立用气相色谱法同时测定空气中苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、三氯甲烷7种有机化合物的方法。

  摘要:建立用气相色谱法同时测定空气中苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、三氯甲烷7种有机化合物的方法。用活性炭管采集空气中的有机物,经二硫化碳解吸后,通过色谱柱分离、FID检测器检测,保留时间定性,用外标法定量。7种有机物分离效果良好,线性相关系数均>0.999 7;方法定量下限为0.36~2.6 mg/L,最低定量浓度为0.24~1.73 mg/m3(以采集1.5 L空气样品计),相对标准偏差为0.4%~1.8%;解吸效率为95.2%~97.1%。该方法能有效分离和准确测定空气中的7种挥发性有机物,精密度好、操作简便、结果准确可靠,便于基层单位对工厂的职业危害因素进行监测。
       关键词:有机化合物;溶剂解吸;气相色谱法;工作场所

  在常德市武陵区职业病防治项目监测中,部分工厂需要同时监测苯系物和三氯甲烷。国家职业卫生标准GBZ/T 300系列中关于苯系物与三氯甲烷的检测方法不同[1-3],因此需要分别测定,使得该项目检测工作量较大。本文根据国家职业卫生标准方法,采用程序升温分离,建立了同时测定工作场所中7种有机物的气相色谱测定方法,极大缩短了检测时间。

  1材料与方法

  1.1仪器与试剂

  岛津气相色谱仪(型号:GC-2014C),色谱柱:WondaCap WAX(30 m×0.25 mm×0.25μm)。安捷伦微量注射器:1 000μL。二硫化碳中6种苯系物(TVOC)混合溶液标准物质(北方伟业计量集团有限公司BWQ7196-2016),活性炭管中8种苯系物质控样品(北方伟业计量集团有限公司BWZ7744-2016),二硫化碳中三氯甲烷溶液标准物质(北方伟业计量集团有限公司BWQ7668-2016),活性炭管中三氯甲烷含量测定质量控制样品(北方伟业计量集团有限公司BWZ7451-2016),苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、三氯甲烷、无苯二硫化碳(色谱纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),2 mL进样瓶,智能双路大气采样器(型号:LB-6E,青岛路博建业环保科技有限公司)。

  1.2方法

  1.2.1气相色谱条件

  色谱柱型号:WondaCap WAX(30 m×0.25 mm×0.25μm);升温程序:初温50℃,保持5 min,以5℃/min升温至100℃;载气:N2(0.9 mL/min);分流比:10:1;氢气流速:30 mL/min;空气流速:400 mL/min;进样口温度:150℃;FID检测器温度:200℃。进样体积:1μL;进样方式:自动进样。

  1.2.2样品采集和保存

  实验以100 mL/min采集15 min空气样品。采样完毕后立即密封炭管两端,低温保存和运输。

  1.2.3样品处理

  把采样后的活性炭置于样品瓶内,添加1 mL二硫化碳用于解吸,旋紧瓶盖后轻摇1 min,30 min后进行测定。

  1.2.4标准曲线的绘制

  用1 mL进样针分别吸取二硫化碳中6种苯系物(TVOC)混合溶液标准物质和二硫化碳中三氯甲烷溶液标准物质各1 mL,得到质量浓度均为500μg/mL的混合标准溶液。用CS2配制成2、4、10、40、100、200、300、500μg/mL的混合标准系列溶液。

  1.2.5样品测定

  样品完成解吸后,与预先制备好的标准系列溶液一同置于仪器中进行测定。此次测定采用的进样体积为1μL。在分析过程中,依据保留时间对目标物质进行定性判断,同时借助峰面积来实现定量分析。最后,根据预先构建的标准曲线,精确计算出样品中各个待测物质的浓度,单位为μg/mL。

  1.3计算公式

  按照以下公式计算样品中各有机物的浓度。

  X=C×V/V0×D(1)

  式中:X为待测样品的质量浓度(mg/m3);C为活性炭管解析液中被测样品浓度(减去空白管浓度,μg/ml);V为样品液体积(mL);V0为标准采样体积(L);D为解吸效率(%)。

  2结果

  2.1色谱条件优化

  选用强极性毛细管柱WondaCap WAX作为色谱分离柱,对色谱柱温度调控、载气流速等色谱参数进行优化处理,保证7种有机化合物在既定浓度范围实现完全分离。7种有机化合物的标准色谱图呈现于图1。

  2.2方法的线性范围、定量下限及最低定量浓度

  在所选色谱条件下测定标准系列溶液,结果表明,各化合物浓度与峰面积值呈现优良的线性关系,相关系数均达0.999 7以上。标准曲线的相关系数、检出限、定量下限及最低定量浓度数据详见表1。

  2.3方法的解吸效率实验

  在50 mL容量瓶中添加10 mL二硫化碳,精准称取1 000 mg各类有机物溶液,以CS2作溶剂,配制成浓度为20μg/μL的混合标准储备液。选取18支溶剂解吸型活性炭管,分为3组,每组6支,借助微量注射器分别注入2、5、10μL混合标准使用液,制得低、中、高三种样品,密封静置24 h。经二硫化碳解吸30 min后测定,计算各化合物的解吸效率,平均解吸效率为95.2%~97.1%。具体见表2。

  2.4方法的准确度实验

  分别测定活性炭管中6种苯系物质量控制样品和三氯甲烷质量控制样品,每个浓度测定8次,将各化合物浓度平均值与标准值进行比较,计算出相对误差(见表3)。

  根据2.4节配制的低、高2组质控样品的测定结果来计算精密度,以相对标准偏差SRSD表示,结果为0.4%~1.8%。

  3讨论

  用活性炭管收集工作场所中的苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和三氯甲烷,用二硫化碳解析后同时上机测定,可以降低工作量,提高工作效率。采用带证书的国家标准物质和质量控制样品,大大节约了配制标准系列溶液所用时间,保证了结果的准确性和可靠性。

  根据实际工作情况,建立了工作场所中7种挥发性有机污染物的测定方法。用该方法测定活性炭管中6种苯系物质控样品和三氯甲烷质控样品,结果显示所有结果都在控,证明该方法准确性良好,色谱分离效果好,有助于基层单位对工厂职业危害因素进行监测。


参考文献

  [1]黄明清,周荣芬,卿凯.溶剂解吸-毛细管柱气相色谱法同时测定工作场所空气中13种有机化合物[J].职业卫生与病伤,2019,34(2):88-91.

  [2]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.工作场所空气有毒物质测定第66部分:苯、甲苯、二甲苯和乙苯:GBZ/T 300.66—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.

  [3]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.工作场所空气有毒物质测定第73部分:氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳:GBZ/T 300.73—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.