气相色谱法监测室内环境空气中苯、甲苯和二甲苯的探讨

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年第8期   作者:陈仁荣
[导读] 室内空气环境质量与人们生活质量密切相关,将会直接影响人们的身体健康
        陈仁荣
        浙江艾迪信检测技术有限公司 浙江杭州 310000
        摘要:室内空气环境质量与人们生活质量密切相关,将会直接影响人们的身体健康。因此,要求相关工作人员应全面提高室内空气环境监测工作。本文以室内环境空气质量检测作为研究重点,具体分析气相法在苯、甲苯、二甲苯检测中的应用,以供参考。

        关键词:气相色谱法;室内环境空气;苯系物

        引言:对于室内环境空气而言,挥发性有机物(VOC)的存在具有普遍性,而VOC存在较强的毒性,长期受到VOC影响,将会增加人们致癌以及婴儿致畸的风险。近年来,以生态环境保护政策落实作为背景,绿色、健康已经成为人们生活以及居住关注的重点。结合现代社会发展,人们无论是生活、工作,还是娱乐,多集中在室内进行,因此,室内环境空气质量与人们身体健康具有直接联系,相关调查显示,在各类疾病相关因素中,室内环境空气质量占据68%。
1.挥发性有机物概述
        VOC属于一种有机物,主要处于常温常压环境下并且沸点、蒸气压分别低于260℃、70Pa,常见类型包括非甲烷碳氢化合物、含氮有机化合物等,对人体危害严重,特别是针对苯系物而言,将会直接威胁人们生命安全。常见VOC主要来源于室外、室外两部分,其中,室内包括工业废气、化学污染物等,室内包括装饰材料、办公用品、生活用品等。
2.实验部分
2.1实验原理
        活性炭在有机物吸附方面优势突出,并且通过应用CO2对活性炭进行冲刷,能够溶解活性炭中吸附的有机物,使其得以溶入到CO2中,完成洗脱处理。本文实验有机利用了活性炭吸附原理,在完成室内空气目标设定后,予以采样操作,在目标室内中提取了苯系物(苯、甲苯、二甲苯),并将其收集到采样管中,在增加采样管有机物含量基础上,经活性炭吸附,并由CO2进行洗脱,借助气相色谱法,完成相应的测定工作,以实验中出现的特征峰作为参考,对各时间定性进行保留,可利用峰面积外标法,完成相应的定量工作。
2.2实验仪器
        本文主要使用仪器包括气相色谱仪、氮、氢空发生器、毛细管柱、微量进样器、玻璃采样管、活性炭、空气采样器、移液管、容量瓶等。本文主要使用试剂包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、二氧化碳以及丙酮等[1]。
2.3色谱分析
        在实验过程中,在流量方面,应将氮气、氢气流量控制在50ml/min以及0.02MPa,将空气流量控制在320ml/min。在温度方面,要求柱温、气化室、检测器、辅助Ⅰ温度应分别保持在80℃、150℃、200℃、200℃,进样量分别为1.0、0.5μL,保持分流比为10:1,设置毛细管柱为色谱柱。
2.4试剂配制
        借助微量移液器,取甲苯10μL、乙苯10μL、对二甲苯10μL、间二甲苯10μL、邻二甲苯10μL,并将其分别放置在容量瓶中,所有容量瓶中均存在CO2(90ml),其中,容量瓶为100ml。将CO2做稀释处理,使其剂量到达标线处,完成相应的定容工作,确保定容准确性。在完成上述处理后,另外准备出容量瓶,将三类溶液各取10ml放入其中,容量瓶中包含CO2(80ml),稀释处理CO2后,在观察到其处于标线的情况下,予以定容处理,并将溶液予以摇匀。最终得到苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯分别为8.8、8.7、8.6、8.7、8.8μg/ml,当保存环境为4℃时,可保存1个月。取出苯系物储备液,利用微量移液器,分别吸取溶液0、0.5、10.0、20.0ml,并将其妥善保管于容量瓶中,稀释CO2后,完成提纯处理,使其达到标线处,予以定容处理并均匀摇晃,使其成为本文实验的标准溶液。表1为各溶液浓度。

 4.绘制标准曲线
        另外取出容量瓶4个,所有容量瓶规格均为5ml,并在容量瓶中另外添加粒状活性炭、苯系物标准溶液,其中,活性炭为250mg,溶液为1~4号,所有溶液均为2ml,混合后,进行振荡处理,振荡时间为4min,在振荡完成后,将存在溶液的容量瓶进行静止放置,放置时间为20min,取4个进样器,每个容量瓶对应1个进样器,在容量瓶中吸取5.0μl样本,进一步加以色谱分析,应根据标准样品浓度不同,分别进行保留时间以及保留峰面积,并根据特征峰保留时间,对苯系物情况进行确定,将空白峰面积去除后,参考各苯系物含量,完成标准曲线绘制[2]。
5.采样处理
        采样使用环境综合采样器,在确保活性炭采样管与国际标准相符合的情况下,将其放入到管式电阻炉中,通高纯氮气,采样时间为20min,温度为325℃,采样完成后,经冷却后,可予以密封备用。如果采样条件为室内,在活性炭采样管活化完成后,可借助橡胶管,使其能够连接综合采样器,在采样过程中,应保持采样管垂直向上。以实验规范要求作为参考,采样管应保持与地面距离为0.5~1.5m,与墙体间隔超过0.5m。在采样工作前,应提前2h关闭室内所有窗户、门,保持密闭状态,随后打开。采样点为室内中心,在480min内使用采样管收集室内空气,共采集3组样品,并将采样过程中的温度以及大气压力变化予以记录,在采样完成后,应在第一时间将采样管两端封堵,如果色谱分析未即时完成,应将采样管冷藏处理,样本最高保存时间为14d。
        取1个容量瓶,规格为5ml,做好标记,将CO2做纯化处理,取2ml加入到容量瓶中,经振捣处理,振捣时间为2min,并进行静止放置,静止放置时间为20min,使用微量进样器,对解吸液吸出后,使用气相色谱仪进行分析,在记录特征峰保留时间的同时,记录峰面积,通过对特征峰保留时间进行分析,以峰面积作为参考,明确各类物质含量。
3.实验结果
3.1标准样品定性
        经气相色谱法分析,在CO2、苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯中,保留时间分别为1.58、2.28、3.20、4.98、6.02、6.48min。  
3.2线性回归方程
        经不同气相色谱定量分析,在不同浓度标准溶液中,苯线性回归方程为A=9615.4C-778.73,甲苯线性回归方程为A=13514C+653.3,二甲苯线性回归方程为A=12576C-4771.4,r值分别为0.9902、0.9928以及0.9701。其中,A、C分别表示峰面积以及浓度。经线性回归方程分析,在本文实验中,三种苯系物相关系数r均高于0.97,在特征值峰面积中,其与苯系物含量存在显著线性关系。
3.3室内空气监测
        不同区域空气质量监测结果见表2。

        结论:综上所述,经本文实验后,可发现在应用活性炭解吸方式的基础上,配合使用气相色谱法,能够在室内空气中,准确完成苯系物(苯、甲苯、二甲苯)含量检测。通过具体分析本文实验后获取到的线性方程,并对实验数据进行验证,经验证,本文实验所有数据均具有真实性以及可靠性,与行业空气质量检测标准相符。同时,本文实验研究还发现,通过分析检测结果,在所有区域空气中,工作实验室苯系物含量最高,这主要是因为实验室中涉及到大量化学药品的使用以及实验工作。但是具体分析不同项目实验室空气,在苯系物含量方面并不明显,提示,在实验室中,苯系物含量的增长与实验项目无关。同时,与尚未装修的办公室相比,装修后居民家空气苯系物含量均相对较高,这说明,室内空气中苯系物出现主要受到建筑材料以及化学药品影响。
参考文献:
[1]李治.气相色谱法监测室内环境空气中苯、甲苯和二甲苯的研究[J].皮革制作与环保科技,2020,1(22):56-61.
[2]张帆.气相色谱法测定公共场所室内空气中苯系物[J].中国卫生产业,2018,15(36):156-157+160.
作者简介:姓名:陈仁荣(1990.);性别:男,民族:汉,籍贯:江西上饶科
人,学历:本科;
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