余煒禎
(廣東省建筑材料研究院有限公司)
甲苯、二甲苯均為苯的同系物,通常是建筑材料和裝飾裝修材料的原料成分,在室內空氣環(huán)境中廣泛存在。雖然甲苯、二甲苯沒有苯的毒性大,但它們會麻醉人的中樞神經系統。長期處于苯系物超標的空氣環(huán)境中,人們會出現眩暈、頭痛、惡心等不良反應,身體受到極大的傷害。為了更好地控制民用建筑工程室內環(huán)境污染,2020 年8 月開始實施的新版國家標準《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》(GB50325-2020),相較于舊標準,新增了室內空氣中甲苯、二甲苯的檢測項目,從而確保建筑工程在投入使用前,甲苯、二甲苯的含量在合理合適的范圍之內。本文以《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》(GB50325-2020)中附錄D 的測定方法為基礎,對方法進行探索和研究,并以精密度和回收率對該方法進行分析,從而明確和完善甲苯、二甲苯的測定方法。
用活性炭管吸附采集空氣中的甲苯、二甲苯,經熱解吸后,直接進入氣相色譜儀中進行色譜分析,以保留時間定性、峰面積定量。
大氣采樣器(ZR-3500 型,青島眾瑞智能儀器有限公司),活性炭采樣管(6mm×90mm,含100㎎椰子殼活性炭吸附管),AutoTDS-Ⅳ型雙通道全自動熱解吸儀(北京踏實德研儀器有限公司),7820A 安捷倫氣相色譜儀(配有FID 檢測器),毛細管柱(50m×0.32mm×1.0μm,中科蘭州化所)。
甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯溶液(色譜純)。
1.3.1 活性炭管的活化條件
活性炭管采集空氣前,在350℃下通氮氣加熱活化,活化時間為30min,確保無雜質峰。活化完成后,用塑料帽密封活性炭管的兩端,放置在干燥器中待用。
1.3.2 氣相色譜條件
根據本實驗室條件確定的最佳分析條件:毛細管柱溫度為60℃,檢測室溫度為200℃,檢測器溫度為200℃,空氣流量為400mL/min,氫氣流量為35mL/min,尾吹氣(氮氣) 流量為25mL/min,色譜柱流速為2.5mL/min,分流比為10:1。
1.3.3 熱解吸條件
吸附管一次解吸溫度為350℃,管路溫度為60℃,二次解吸溫度為350℃,冷阱最低溫度為-30℃,吹掃時間為4min,解吸時間為1min,進樣時間為15s,反吹時間為15min,色譜時間為24min。
在室溫下,制備一定濃度的甲苯、二甲苯混合標準溶液,用微量進樣針吸取一定體積的標液注入至已活化的活性炭管中,并采用100mL/min 的氮氣吹管。5min后,取下吸附管并密封。制成標準系列吸附管中甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯和間二甲苯含量分別為0.1μg、0.4μg、0.8μg、1.2μg、2μg。
以保留時間定性,甲苯、二甲苯在色譜圖中的出峰順序為甲苯、對(間)二甲苯、鄰二甲苯,除對二甲苯和間二甲苯外,其他苯系物均得到很好的分離,具體如圖1所示。
圖1 甲苯、二甲苯的定性色譜圖
確定甲苯、二甲苯的保留時間后,將制備好的標準系列吸附管放在熱解吸儀中進行熱解吸,從低濃度到高濃度,依次進入氣相色譜儀分析,得到相對應的色譜圖,如圖2 所示。以質量(μg)為橫坐標,峰面積為縱坐標繪制標準曲線,并得到回歸線性方程,具體如表1 所示。分析表1 可得:在本文所述的測定條件下,甲苯在0.1~2μg 的質量范圍內與峰面積有良好的線性關系,相關系數為0.999;二甲苯在0.3~6μg 的質量范圍內與峰面積有良好的線性關系,相關系數均為0.997。
表1 甲苯、二甲苯標準曲線
圖2 甲苯、二甲苯的定量色譜圖
向老化處理后的吸附管注入0.8μg 甲苯和2.4μg 二甲苯,用本文所述的熱解吸-氣相色譜法重復試驗6 次,得出各組分的平均回收率和相對標準偏差(RSD),具體結果見表2。由實驗數據可知,甲苯、二甲苯有較好的回收率,分別為101.25%和99.17%。而從相對標準偏差(RSD)可以體現,甲苯、二甲苯有良好的精密度,分別為2.03%和1.68%。
表2 檢測方法精密度和回收率
國家經濟迅速發(fā)展,人民的生活水平和要求逐步提高,對室內環(huán)境的重視程度也越來越大,因此新版國家標準《民用建筑工程室內環(huán)境污染控制標準》(GB50325-2020)對室內空氣提出了更加嚴格的污染控制要求。本文根據標準要求采集空氣樣品,用熱解吸-氣相色譜法測定室內空氣中甲苯、二甲苯,該方法操作簡單快捷,經過實驗檢測,有良好的精密度和準確度,是一種相對科學合理的測定方法。