廖石房

（廣東省建筑材料研究院有限公司）

0 引言

隨著經(jīng)濟建設和建筑行業(yè)發(fā)展，室內環(huán)境污染問題已成為現(xiàn)代社會影響人們身體健康和安全的主要問題。室內環(huán)境污染物中苯、甲苯、二甲苯統(tǒng)稱為三苯，來源主要是：溶劑、油漆、染色劑、粘合劑、墻紙、地毯、合成纖維和清潔劑等。在這三種物質中以苯的毒性最大。苯能引起麻醉和刺激呼吸道，破壞造血功能，可引起發(fā)生白血病。伴有頭痛、欲嘔、步態(tài)不穩(wěn)、昏迷、抽痙及心律不整。甲苯和二甲苯的主要作用是對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷及引起粘膜刺激。

我國相繼制定了一系列有關控制室內環(huán)境污染的標準，從建筑裝飾材料的使用，到室內環(huán)境空氣中污染物含量的限制，進行全方位的監(jiān)控，以確保人民的身體健康。檢測室內環(huán)境空氣中的苯系物檢測方法均采用氣相色譜分析技術，目前已有標準包括：GB/T 11737—1989《居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗標準方法氣相色譜法》、GB 50325—2020《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》、GB/T 18883—2002《室內空氣質量標準》。本實驗主要對GB 50325—2020《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》中苯、甲苯、二甲苯檢測方法的試驗條件尚不夠明確或不合理的進行探討與優(yōu)化。

1 標準檢測方法介紹

本實驗室按GB 50325-2020《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》附錄D 要求，對室內空氣中苯、甲苯、二甲苯進行測定。

1.1 原理

空氣中苯、甲苯、二甲苯用活性炭管采集，然后經(jīng)熱解吸，再用氣相色譜法分析，以保留時間定性，峰面積定量。

1.2 儀器及設備

⑴活性炭采樣管：用長90mm，內徑3.5～4.0mm，外徑6mm，內裝100㎎椰子殼活性炭吸附劑的玻璃管或內壁光滑的不銹鋼管。使用前用純氮氣于300～350℃溫度條件下吹10min 以上，活化至無雜質，套上塑料帽封緊管的兩端。

⑵注射器：1ml、100ml，體積刻度誤差應校正；

微量注射器：1μL、10μL，體積刻度誤差應校正。

⑶熱解吸裝置：本實驗采用北京踏實德研儀器有限公司的AutoTDS-Ⅵ型熱解吸裝置，調溫范圍為100～400℃，控溫精度±1℃，熱解吸氣體為氮氣，流量調節(jié)范圍為50～100ml/min，讀數(shù)誤差±1ml/min。20 位雙路低溫二次全自動熱解吸儀，氣路采用雙電控六通閥和電磁閥相結合，可以編程自動完成雙路20 支吸附管的一次解吸、二次低溫富集、二次解吸、進樣和反吹四個過程，一次解吸溫度、二次解吸溫度、冷阱溫度和管路加熱溫度可以獨立設置，并且在進樣時輸出同步信號，可以同時啟動色譜和工作站。

⑷氣相色譜儀：采用美國安捷倫7820A，附氫火焰離子化檢測器，保留時間重復性＜0.06%，峰面積重復性＜2%，溫度設定分辨率1℃，5 階程序升溫，柱溫箱溫度變化＜0.01℃, 柱箱溫度梯度＜2%，程序升溫重復性＜1%，附氫火焰離子化檢測器（FID）。

⑸色譜柱：采用長50m、內徑0.32mm、膜厚1.0um 的非極性毛細管柱。

1.3 色譜分析條件

在GB 50325—2020《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》標準里氣相色譜分析條件推薦值如下：

填充柱溫度為90℃或毛細管柱溫度為60℃；

檢測室溫度為150℃；

汽化室溫度為150℃；

載氣為氮氣。

1.4 氣相色譜分析配制標準曲線系列方法包括內容

⑴室溫下標準吸附管系列制備時應采用一定濃度的苯、甲苯、對(間)二甲苯、鄰二甲苯標標準溶液，從吸附管進氣口定量注入吸附管，制成苯含量為0.05μg、0.1μg、0.2μg、0.4μg、0.8μg、1.2μg 以及甲苯、二甲苯含量分別為0.1μg、0.4μg、0.8μg、1.2μg、2μg的標準系列吸附管，同時應采用100ml/ min 的氮氣通過吸附管，5min 后取下并密封,作為標準吸附管。

⑵氣相色譜分析步驟。

采用熱解吸直接進樣的氣相色譜法。將標準吸附管和樣品吸附管分別置于熱解吸直接進樣裝置中，經(jīng)過300℃～350℃解吸后，將解吸氣體經(jīng)由進樣閥直接進入氣相色譜儀進行色譜分析，應以保留時間定性、以峰面積定量。以苯系物含量為橫坐標，峰面積為縱坐標，回歸方程y=ax+b。

2 檢測方法的探究與提高

本實驗室按上述標準推薦實驗條件做標準曲線時（色譜分析條件A），發(fā)現(xiàn)曲線譜圖異常、回歸方程線性差。為此，本實驗室從實驗方法、儀器設備原理等方面分析原因，決定改變標準推薦的色譜分析條件，探究出合適的色譜分析條件。

⑴色譜分析條件A。

毛細管柱溫度為60℃；檢測室溫度為150℃；汽化室溫度為150℃。見圖1。

⑵色譜分析條件B。

圖1

毛細管柱溫度為60℃；檢測室溫度為180℃；汽化室溫度為180℃，實驗結果見表1、圖2。

⑶色譜分析條件C。

毛細管柱溫度為60℃；檢測室溫度為200℃；汽化室溫度為200℃，實驗結果見表2、圖3。

⑷色譜分析條件D。

毛細管柱溫度為60℃；檢測室溫度為220℃；汽化室溫度為220℃，實驗結果見表3、圖4。

3 結果分析

由色譜分析條件A 得出譜圖出現(xiàn)鋸齒狀峰群，沒有明顯的樣品峰，難以用保留時間定性；峰面積離散不成比例，難以用峰面積定量。標準推薦的色譜分析條件A不適用于本實驗室進行室內環(huán)境污染物苯系物檢測。

表1

表2

圖2

圖3

表3

圖4

由色譜分析條件B 得出譜圖的各種苯系物基本形成獨立峰組，可通過保留時間定性；各個苯系物峰面積與標準溶液含量基本成比例；但表2 中各種苯系物標準回歸曲線線性一般，相關系數(shù)r 不在[0.995，1)范圍內，不予考慮。

由色譜分析條件C 得出譜圖各種苯系物形成獨立峰組，各個標準物質的峰形狀細尖，分離間隔較大，可很好地通過保留時間定性；各個苯系物峰面積與標準溶液含量成比例，通過峰面積定量；表3 中各種苯系物標準回歸曲線線性較好，相關系數(shù)r 在[0.995，1)范圍內，可作標準曲線使用。

由色譜分析條件D 得到的譜圖與譜圖C 相似，苯系物標準回歸曲線相關系數(shù)r 也在[0.995，1)范圍內，但可能由于色譜條件溫度升高，在色譜圖D3 出現(xiàn)較多雜峰；同時，從節(jié)能環(huán)保、試驗條件優(yōu)化和試驗效率角度考慮，色譜分析條件C 比色譜分析條件D 更加科學合理。

4 結論

本實驗室以標準方法為基礎，以毛細管柱溫度為60℃、檢測室溫度為200℃、汽化室溫度為200℃作為測定室內環(huán)境污染物苯系物含量的色譜分析條件，得到的各種苯系物標準回歸曲線相關系數(shù)r 均在要求范圍內。