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氣相色譜法測定車間空氣揮發(fā)性有機毒物

[2012/2/29]

　　【摘要】 目的 為石油化工企業(yè)車間空氣中的多種有害污染物提供快速準(zhǔn)確的定性、定量分析方法。方法 用活性炭管采集被污染車間中一定量的空氣，用二硫化碳解吸后，在毛細管柱氣相色譜儀上進行分析，測定其方法的工作曲線、最低檢出限、測量范圍、解吸效率等。結(jié)果 2006年9月和12月，用此法分兩次對齊齊哈爾某石油化工企業(yè)車間空氣成功進行了監(jiān)測分析。結(jié)論 此法對存在多種有害成分污染的車間空氣，用活性炭管采樣后進行分析，試驗結(jié)果符合實驗方法的要求。

　　【關(guān)鍵詞】 氣相色譜法 毛細管色譜柱 石油化工車間空氣 揮發(fā)性有機毒物

　　典型的石化廠車間空氣一般有C2~C6(C2合峰、C3合峰、C4合峰、C5合峰)己烷、苯、甲苯、二甲苯等常見的系列有機氣體。苯由呼吸道進入人體后主要分布在大腦、腎上腺和血液，對中樞神經(jīng)及造血系統(tǒng)造成損害;甲苯和二甲苯(二甲苯有對位、間位、鄰位三種異構(gòu)體)由呼吸道、皮膚、消化道吸收后分布在脂肪組織、腎上腺及骨髓、腦、肝臟,可損害神經(jīng)系統(tǒng)和產(chǎn)生皮膚粘膜刺激癥狀。故苯系物不但是空氣和飲水中有機污染物的重要來源，在工業(yè)生產(chǎn)中對作業(yè)工人危害極大。采用活性炭管采樣，將其熱解吸,用毛細管柱氣相色譜法分析，同時測定多種有害物質(zhì)，此方法操作簡便、快速，測得最低檢出限、測量范圍、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差、解吸效率等試驗結(jié)果較為理想。

　　l 材料與方法

　　1.1 原理

　　空氣中揮發(fā)性氣體用活性炭管采樣，二硫化碳解吸后進樣，經(jīng)毛細管色譜柱分離，氫火焰離子化檢測器檢測，正己烷、苯、甲苯、二甲苯(對間二甲苯、鄰二甲苯)以保留時間定性，峰面積定量。

　　1.2 儀器

　　1)活性炭管 溶劑解吸型，管長80mm，內(nèi)徑4.0mm，外徑6.0mm，前段裝100mg活性炭，后段裝50mg活性炭。2)個體采樣器 Giliarl LFS113型低流量個體采樣器，流量范圍5~200ml/min。3)氣相色譜儀 Agilent GC6890氣相色譜儀，配備氫火焰離子化檢測器(FID)和六通閥自動進樣器;毛細管色譜柱 50m x 0.25mm×0.25um;柱溫：45℃(0.5min)-以40℃/min速率升溫-220℃(0.5min);HP3395積分儀;檢測器溫度260℃，進樣口溫度 250℃;載氣為高純氮氣，流量40ml/min，氫氣流量40ml/min;空氣為400ml/min。

　　1.3 試劑

　　1)正己烷、苯、甲苯、二甲苯(對間二甲苯、鄰二甲苯)色譜純,二硫化碳分析純;2)標(biāo)準(zhǔn)氣 選擇氣密性好的100ml注射器吸取一定量的正己烷、苯、甲苯、二甲苯(對間二甲苯、鄰二甲苯)配成標(biāo)準(zhǔn)氣。

　　1.4 個體采樣

　　1)在采樣點割開活性炭管兩端，選取冷泵、熱泵廠房的操作工人為對象，佩帶個體采樣器，活性炭管的出口端和采樣器相連，活性炭管豎直地夾在工人的領(lǐng)口，以100ml/min流量，采集一個工作班的空氣樣品(根據(jù)現(xiàn)場待測物濃度及穿透容量確定一支活性炭管的采樣時間)。采樣后立即封閉活性炭管兩端，置于清潔容器內(nèi)低溫運輸和-20℃保存。2)樣品處理 把采樣后的活性炭管，分別放入溶劑解吸瓶中,各加二硫化碳2.0ml,振蕩1min,解析30min待測。3)空白對照試驗：現(xiàn)場打開活性炭管，但不抽取空氣。帶回實驗室與樣品同時分析，作為空白對照每批采樣應(yīng)設(shè)3個空白對照管。

　　1.5 分析方法

　　1)方法的檢出限 以空白空氣的基線測試斜率為50.0，運行3.000min，設(shè)定峰寬為5時，按漂移的3倍峰高值計算各組分的檢出限，見表1。2)計算:C=100c dv0式中：C-空氣中某毒物濃度，mg/m3;C-測得的解吸氣中某毒物的濃度，um/ml;V0-換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積，L;100-樣品解吸氣的總體積，ml;D一解吸效率(%)。表1 各組分的檢出限(略)

　　1.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

　　用清潔空氣或氮氣取一定量的色譜純正己烷、苯、甲苯、對間二甲苯、鄰二甲苯,配成濃度均為25、50、100、150、200(um/m3)五個濃度點的混合標(biāo)準(zhǔn)氣，準(zhǔn)確取0.5ml注入色譜儀進行分析，色譜條件下測得峰面積和保留時間，每種成分的含量對峰面積作圖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。見表2。

　　2 分析結(jié)果

　　2.1 色譜圖 見圖1。

　　2.2 解吸效率測定

　　在本試驗條件下平衡(12h)，通過對自制活性炭管標(biāo)準(zhǔn)樣中高、中、低三種濃度樣品的測定，正己烷、苯、甲苯、二甲苯的平均解吸效率(100mg活性炭)為：正己烷：87.1%，苯：95.5%，甲苯：82.4%，二甲苯：83.6%。測定結(jié)果表明，在本方法條件下，正己烷、苯、甲苯、二甲苯解吸效率在80%以上,符合《車間空氣監(jiān)測檢驗方法研究規(guī)范》的要求。表2 標(biāo)準(zhǔn)氣的線性范圍及最低檢出濃度毒物(略)

　　2.3 樣品測定

　　在標(biāo)準(zhǔn)曲線測定的條件下，分別取0.5ul樣品和空白對照的解吸氣進樣測定。測得的樣品峰面積與空白對照峰面積之差值，由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得正己烷、苯、甲苯、二甲苯濃度(um/ml)。保留時間為定性指標(biāo)。見表3。表3 某石油化工企業(yè)車間空氣檢測結(jié)果(略)

　　3 討論

　　3.1 實驗證明活性碳管對正己烷、苯、甲苯、二甲苯毒物的解吸效果在80%以上,方法的分離效果理想,不同濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在10%以內(nèi)。

　　3.2 取樣后的氣體因很容易從活性炭中逸散，活性炭管要低溫運輸和保存，需放入冰阱中測定時間在24h以內(nèi)。

　　3.3 石油化工企業(yè)車間空氣中的多種有害污染物主要包括C3~C6及其同分異構(gòu)體、苯、甲苯、二甲苯及同分異構(gòu)體，其中95%以上是C3~C6及其同分異構(gòu)體(這可以用面積歸一法積分求得)。

　　3.4 在現(xiàn)場采樣過程中，因為現(xiàn)場的氣體種類較多，要防止競爭吸附現(xiàn)象。為此可在一個工作班中，對同一工人可以更換數(shù)支活性碳管，分別記錄每支采樣管的采樣起始、終止時間。