隨著人們環境保護意識增強, 揮發性有機物的防治工作越來越受到人們的關注。一方面可能因為很多揮發性有機物種類都有刺激性氣味, 會對人體健康造成影響;另一方面, 揮發性有機物容易與其他污染物結合生成二次污染物]。目前廢氣中揮發性有機物的測定方法主要有吸附/熱脫附-氣相色譜法、吸附/溶劑解吸-氣相色譜法、固體吸附/熱脫附-氣相色譜-質譜法等方法。吸附/熱脫附-氣相色譜法由于所需儀器設備普及、操作步驟簡單、檢測成本低等特點被廣泛應用。在實際監測工作中, 檢測機構會一般會參考GB50325-2010附錄G測定苯、甲苯、乙苯、乙酸丁酯、二甲苯、苯乙烯、正十一烷等9種揮發性有機物的濃度, 對為識別的峰, 以甲苯計, 計算總VOCs的濃度。實際上, 家具行業、印刷行業、表面涂裝 (汽車制造業) 、制鞋行業等行業的生產工藝過程常見有機化合物還包括丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、甲基異丁酮、環己酮、環己烷、三甲苯等揮發性有機物。文章意在建立一種吸附/熱脫附-氣相色譜法能同時測定廢氣中丙酮、丁酮、乙酸乙酯、環己烷、甲基異丁酮、乙酸異丁酯、環己酮、三甲苯等10種常見揮發性有機物的方法。
1 方法原理
用Tenax采樣管采集廢氣樣品, 連入熱脫附儀后導入帶有氫火焰離子化檢測器 (FID) 的氣相色譜儀進行分析。
2 儀器與試劑
儀器:安捷倫7820A氣相色譜儀帶氫火焰離子化檢測器 (FID) , ATDS-20A型全自動熱解吸儀 (北京北分三譜儀器有限責任公司) , 毛細管色譜柱DB-5 (60 m×320μm×1μm) , Tenax吸附管。
主要試劑:甲醇 (色譜純) 。
3 實驗條件
色譜條件:柱箱溫度50℃保持5 min, 以5℃/min升至260℃, 保持3 min;進樣器溫度250℃, 流速2.0 mL/min, 分流比10︰1, 檢測器溫度250℃。
全自動熱解吸儀設置:吹掃5 min, 解吸1 min, 進樣40 s, 反吹30 min, 解吸溫度280℃, 管路150℃, 二次解吸溫度250℃, 冷阱-25℃。
4 實驗步驟
4.1 樣品采集與分析
在采樣現場, 將Tenax吸附管與空氣采樣裝置接口相連, 采集樣品后, 取下采樣管, 立即用聚四氟乙烯帽密封。回到實驗室, 取下兩端聚四氟乙烯帽, 直接將Tenax吸附管放進連接好氣相色譜儀的全自動熱解吸儀進行測定。
4.2 標準曲線的繪制
將丙酮、丁酮、乙酸乙酯、環己烷、甲基異丁酮、乙酸異丁酯、環己酮、三甲苯這10種標準物質分別配制成合適的濃度, 用氣密性針取1.0μL注入10只老化后的Tenax吸附管, 氮氣通過吸附管5分鐘取下, 分別上機測定, 進行定性分析, 確定這10種標準物質的保留時間。將丙酮、丁酮、乙酸乙酯、環己烷、甲基異丁酮、乙酸異丁酯、環己酮配制成混合標準貯備液 (每種物質的濃度100μg/m L) , 三甲苯混標溶液是從市面上購買的有證標準溶液 (濃度100μg/m L) 。將自配混合標準貯備液和三甲苯混標溶液分別用氣密性針取0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 10.0μL注入Tenax吸附管, 氮氣通過吸附管5分鐘取下, 為標準系列。用熱脫附-氣相色譜法分析吸附管標準系列, 以各組分的含量 (μg) 為橫坐標, 峰面積為縱坐標, 繪制標準曲線。
5 實驗結果與討論
5.1 標準譜圖及標準曲線
標準譜圖如圖1所示, 實驗結果如表1所示。實驗結果表明10種揮發性有機物在此質量濃度范圍內 (0.02～1.00μg) 線性關系良好, 相關系數r均大于0.9992。
 
圖1 混合標準樣品色譜圖
丙酮 (5.145 min) 、丁酮 (7.238 min) 、乙酸乙酯 (7.730 min) 、環己烷 (9.563 min) 、甲基異丁酮 (12.260 min) 、乙酸異丁酯 (13.563 min) 、環己酮 (18.703 min) 、均三甲苯 (21.508 min) 、偏三甲苯 (22.487 min) 、連三甲苯 (23.602 min)
 
表1   10種揮發性有機物的線性范圍/線性方程及相關系數
 
5.2 加標回收試驗
向已老化好的空白管中加入1μL質量濃度為100μg/m L的混合標準工作溶液, 平行測定3次, 測定數據列于表2。由表2可知, 各組分的平均加標回收率為91.2%～104.2%, 表明該方法有較高的準確度。
 
表2 加標回收試驗結果   


6 結論
本實驗建立了吸附/熱脫附-氣相色譜法同時測定廢氣中丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、甲基異丁酮、環己酮、環己烷、三甲苯等10種常見揮發性有機物的方法。該方法操作簡單快捷, 具有較高的準確度。