气相色谱测定苯系物时仪器条件对测定结果的影响

气相色谱测定苯系物时仪器条件对测定结果的影响

作者:付洪钰

单位:抚顺石化公司烯烃厂

摘要：苯系物在工业外排水中较为常见，可对人体产生直接危害。据研究，苯系物具有神经毒性和遗传毒性，长期接触可以导致人体患上贫血症和白血病，因此，有必要对其进行测定。本文对气相色谱测定苯系物时仪器条件对测定结果的影响进行分析，以供参考。

关键词：气相色谱；检测条件；苯系物

引言

随着我国社会经济的高速发展，人们生活水平的提高，生活中所用化学材料越来越丰富，空气污染特别是室内空气质量越来越受到关注。其中苯系物被WHO认定为致癌物，普遍存在于各种装饰材料之中，如油漆、合成板、涂料等，可通过呼吸道或皮肤进入人体，造成严重的身体危害。

1试验材料与原理

1.1仪器

气相色谱仪为浙江福立9790Plus型色谱仪,具有氢离子火焰检测器(FID),毛细色谱柱KB-1(30m×0.32mm×10μm),天平(0.0001g)。气相色谱进样口温度240℃,FID温度260℃,柱箱温度:初温45℃,保持8min,以8℃/min的速度升温至250℃,保持2min,柱流量1.7mL/min,分流比100∶1。在该仪器条件下每次进样量为1μL,记录保留时间与峰面积。

1.2试剂

GC-450型气相色谱仪（配有氢焰离子化检测器（FID）美国Varian公司）；FFAP毛细管色谱柱（50m×0.32mm×2.00μm安捷伦科技（中国）有限公司）；QT-2B型双气路大气采样器（北京联谊兴通仪器仪表有限公司）；TenaxTA型采样管（6×90mm内装填料2,6-二苯基对苯醚多孔聚合物担体200mg，不锈钢管北京中仪宇盛科技有限公司）；热解吸型活性炭采样管；G400型氢气发生器；ATDS-20A型自动热解吸仪（配TDS-3410A型解吸管活化装置北京联谊兴通仪器仪表有限公司）；RJ-III型热解吸仪。甲醇中7种苯系物混标（GBW（E）082622b含苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯，各组分浓度均为200μg·mL-1，北京坛墨质检科技有限公司）；苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯，均为色谱纯，天津市化学试剂研究所。

1.3方法原理

苯系物,即苯、甲苯、二甲苯和乙苯,是涂料中有害物质检测最重要的项目之一。苯系化合物已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。长期吸入较高浓度的苯类有毒有害气体,则会头痛、头晕、失眠及记忆力衰退并导致血液系统疾病,长期接触苯系化合物还导致再生障碍性贫血。因此,必须控制其含量。按照GB/T23990—2009,苯系物的测定方法分为两种:A法适用于溶剂型涂料中苯系物的测定方法,B法适用于水性涂料中苯系物的测定方法。将样品用适当溶剂稀释后,加入与被测物质质量近似的内标物,注入气相色谱仪中,记录保留时间与峰面积,以保留时间定性,采用内标法(相对校正因子)进行定量。其中,溶剂型涂料选择乙酸乙酯作为溶剂,庚烷作为内标物质;水性涂料选择乙腈作为溶剂,异丁醇作为内标物质。

1.4色谱柱的比较与选择

本试验了5种苯系物在强极性色谱柱DB-waxUI和弱极性色谱柱DB-5分离效果。试验用DB-waxUI能够很好分离间—二甲苯、对—二甲苯2种二甲苯，在结果中若需要分别对3种二甲苯进行定量，可选择此类型的色谱柱。用DB-5色谱柱不能分离对—二甲苯、间—二甲苯2种二甲苯，若结果以二甲苯总量计，可选择此类型的色谱柱。笔者在使用过程中发现强极性类的色谱柱的固定相容易流失，若保存不当该类色谱柱的分离效果会大大的减弱，使用寿命很短。在实际样品测定中发现，若公共场所中用酒精对设施进行过消毒处理，空气中会残留乙醇，能够被TenaxTA吸附管吸附，实验用DB-waxUI色谱柱进行色谱条件优化后乙醇出峰时间为5.270min、苯出峰时间为5.282min，二者的出峰时间仍很近，仅差0.012min。若样品中乙醇的含量大就会被积分成苯的峰，造成假阳性的结果。使用DB-5色谱柱实验证明在弱极性色谱柱中甲醇和乙醇的色谱峰难分离，且甲醇和苯出峰时间相差约0.8min，，可以避免样品采集过程中引入的乙醇干扰。因此本试验选择使用DB-5色谱柱。

2气相色谱测定苯系物时仪器条件对测定结果的影响

2.1初始实验检测方法

首先取顶空瓶42支，分别加入3g氯化钠、10mL蒸馏水和10μL浓度为1000μg/mL的苯系物标准溶液，配置成浓度为1μg/mL的苯系物平行样品，每3个为1组，共14组样品分别检测。初始实验参照标准《水质苯系物的测定顶空/气相色谱法》（HJ1067—2019)的方法，使用的色谱柱为兰化所PEG-WAX气相色谱柱，设置进样口温度为200℃；氢火焰离子检测器温度为250℃；色谱柱升温程序为恒温60℃；载气氮气流速为2.0mL/min；燃烧气氢气流速为30mL/min；助燃气空气流速为300mL/min；尾吹气流速为25mL/min；设置仪器分流比为10:1。以初始实验仪器方法对第一组平行样进行测定，记录每个数据目标物的出峰时间和出峰宽度，算出平均值，计算分离度。

2.2更换色谱柱

使用标准推荐的仪器条件，分别用TraceGOLDTG-WaxMS气相色谱柱和兰化所PEGWAX气相色谱柱对样品进行检测，每根色谱柱检测一组平行样，共检测2组，记录每个目标物的出峰时间和出峰宽度，算出每组目标物的出峰时间和出峰宽度平均值，计算分离度。

2.3讨论

（1）一般来说，当分离度＞2时，判定为两峰完全分离。由表1可知，乙苯和对二甲苯、对二甲苯和间二甲苯之间的分离度＜2，则两组峰有重叠现象。由图1可知，苯峰部分位于甲醇峰尾部，没有完全分离。（2）气相色谱的载气流速是分离的重要原因之一。载气流速高色谱峰窄，载气流速低色谱峰宽，但载气流速不宜过高或过低。在载气流速为1.2～2.8mL/min之间时，载气流速越大，目标物的分离度越大。由于载气流速低会延长实验时间，在满足分辨率的前提下，载气流速宜为1.6mL/min。（3）气相色谱实验中改善峰型和分离度可以通过调整位置分流比实现。仪器分流比高时，进气相色谱的气量少，可减轻色谱峰无法分离或拖尾严重的现象。

结束语

固体吸附/热脱附—气相色谱法是一种便捷、准确高、精密度好，且对实验人员和环境伤害小的方法。本试验分析了该方法在实际应用过程中遇到的问题，如采样方式的选择、解吸条件的控制、色谱条件的选择等，选择了适合本实验室的试验条件。当然这些问题只是在采样和检测过程中应该注意的诸多影响因素中的一部分，但是质量控制中不可忽视的重要环节。在今后的应用中应及时发现问题，进行试验论证，结合实际选择适合的试验条件。另外在技术上采样人员和实验室人员应相互沟通，才能及时发现问题以保证结果的准确性、可靠性。

参考文献

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