武曉軍，王厚宇，李小娟

（1.南京市鼓樓區(qū)疾病預(yù)防控制中心，南京 210011； 2.南京佑吉偉儀器有限公司，南京 210019；3.江蘇省疾病預(yù)防控制中心，南京 210009）

碘甲烷是甲烷的一碘取代物，可與常見的有機(jī)溶劑混溶，純品無色，暴露于陽光下會分解出碘單質(zhì)而帶紫色。碘甲烷是有機(jī)合成中常用的甲基化試劑，曾被提議用作殺菌劑、除草劑、殺蟲劑及滅火器組分，可用作土壤消毒劑［1］，作為溴甲烷（被蒙特利爾公約禁止使用）的替代品，也用于醫(yī)藥、有機(jī)合成、吡啶的檢驗(yàn)、顯微鏡檢查等。碘甲烷為中樞神經(jīng)毒劑，動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)碘甲烷主要損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對呼吸道及皮膚有刺激作用［2］，大鼠吸入含碘甲烷的空氣會對大鼠的肝臟有損害作用［3-4］，Held Manuel 等曾報(bào)道過一例個(gè)人接觸碘甲烷而造成嚴(yán)重化學(xué)燒傷的事故，并伴有神經(jīng)并發(fā)癥和長期呼吸功能不全［5］。我國制定的時(shí)間加權(quán)平均容許濃度（Permissible concentration time weighted average，PC-TWA）為10.0 mg／m3［6］。準(zhǔn)確測定工作場所空氣中碘甲烷對保護(hù)人們的身體健康與安全有極為重要的意義。

碘甲烷測定方法有分光光度法［7-8］、氣相色譜法［9-13］及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法［14-15］，其中文獻(xiàn)［9-10］采用氣相色譜法測定奧美沙坦酯原料藥中和化工產(chǎn)品冰乙酸中的碘甲烷，文獻(xiàn)［14-15］采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法通過測定碘甲烷間接測定藥物中的磺酸酯類、甲磺酸酯類物質(zhì)。空氣中碘甲烷的測定報(bào)道較少，目前工作場所空氣中碘甲烷國家標(biāo)準(zhǔn)測定方法為分光光度法，是利用碘甲烷與1，2-萘醌-4-磺酸鈉在堿性溶液中生成紫藍(lán)色化合物，用比色法測定，此法靈敏度低，檢出限相對較高，且1，2-萘醌-4-磺酸鈉作為顯色劑在堿性條件下可與間苯二酚、對苯二酚等生成有色物質(zhì)［16-17］，若現(xiàn)場空氣中共存此類物質(zhì)，則影響碘甲烷的測定。而氣相色譜-質(zhì)譜法相對于氣相色譜法，除了用保留時(shí)間定性峰面積定量外，還結(jié)合特征離子及離子相對豐度定性，因此定性更為準(zhǔn)確。筆者對工作場所空氣中碘甲烷測定的氣相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行了研究，所建立的方法靈敏度高，準(zhǔn)確性好，能同時(shí)定性定量，適用于工作場所空氣中碘甲烷的測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：GC 7890B-MS 5977A型，電子轟擊離子源（EI），帶自動進(jìn)樣器，美國安捷倫科技有限公司。

毛細(xì)管色譜柱：DB-1 型，50 m×0.32 mm，0.52 μm，美國安捷倫科技有限公司。

電子天平：BT224 S型，感量值為0.1 mg，德國賽多利斯公司。

分光光度計(jì)：721 型，上海第三儀器分析廠。

空氣采樣器：FCC-1500D 型，鹽城天悅儀器儀表有限公司。

多孔玻板吸收管：江蘇南通金南玻儀廠。

自動進(jìn)樣瓶：2 mL，美國安捷倫科技有限公司。微量注射器：10 μL，瑞士漢密爾頓公司。

碘甲烷：色譜純，西亞化學(xué)科技（山東）有限公司。

無水乙醇：色譜純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

柱溫：初始柱溫為38 ℃，保持5 min 后，以20℃／min 的速率升溫至200 ℃，再保持4 min；氣化室溫度：220 ℃；載氣流量：0.8 mL／min；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為20∶1；進(jìn)樣體積：1.0 μL。

1.2.2 質(zhì)譜條件

EI 源；電子能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；接口溫度：280 ℃；四極桿溫度：150 ℃；掃描方式：選擇離子（SIM）模式；溶劑延遲：4.4 min；定性離子：m／z127、141、142 ；定量離子：m／z142。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

碘甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取0.015 2 g 碘甲烷標(biāo)準(zhǔn)品至10 mL 容量瓶，加入無水乙醇定容到標(biāo)線，得到質(zhì)量濃度為1.52 mg／mL 的碘甲烷標(biāo)準(zhǔn)儲備液。再取1.0 mL 該標(biāo)準(zhǔn)儲備液至100 mL 容量瓶，加入無水乙醇定容到標(biāo)線，得到質(zhì)量濃度為0.015 2 mg／mL 碘甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液。

碘甲烷系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：取7 只10 mL 容量瓶，分別加入0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mL 碘甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入無水乙醇定容至標(biāo)線，配制成質(zhì)量濃度分別為0、0.30、0.76、1.52、3.04、7.60、15.20 μg／mL 的碘甲烷系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 樣品采集和保存

現(xiàn)場采樣按照GBZ 159—2004 《工作場所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測的采樣規(guī)范》［18］。在采樣點(diǎn)，以500 mL／min 流量采集15 min 空氣樣品于裝有10.0 mL 無水乙醇的多孔玻板吸收管。采樣后，立即封閉多孔玻板吸收管的進(jìn)出氣口，置清潔容器內(nèi)運(yùn)輸和保存。樣品置冰箱內(nèi)可保存7 d。

1.5 樣品測定

1.5.1 樣品的處理

用吸收管內(nèi)的吸收液洗滌進(jìn)氣管內(nèi)壁3 次，搖勻后，取1 mL 吸收液放入自動進(jìn)樣瓶中，供測定。

1.5.2 樣品的測定

按1.2 儀器條件直接對樣品和空白對照的吸收液分析檢測。測得的樣品定量離子峰面積后，由標(biāo)準(zhǔn)曲線得碘甲烷的質(zhì)量濃度(μg／mL)。若質(zhì)量濃度超過測定范圍，用吸收液稀釋后測定，計(jì)算時(shí)乘以稀釋倍數(shù)。

1.5.3 計(jì)算

根據(jù)公式(1)計(jì)算工作場所空氣中碘甲烷質(zhì)量濃度：

式中：W——工作場所空氣中碘甲烷的質(zhì)量濃度，mg／m3；

w——測得樣品溶液中碘甲烷的質(zhì)量濃度（扣除樣品空白），μg／mL；

V0——標(biāo)準(zhǔn)采樣體積，L。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇

考察了質(zhì)譜儀常用的DB-5MS 型毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司）、DB-1 型毛細(xì)管色譜柱（50 m×0.32 mm，0.52μm，美國安捷倫科技有限公司）、文獻(xiàn)［13］提及的DB-FFAP 型毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司）、DB-1701 型毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm，美國安捷倫科技有限公司）的分離效果。試驗(yàn)結(jié)果顯示，DB-5MS 型、DB-FFAP 型、DB-1701 型色譜柱均無法實(shí)現(xiàn)碘甲烷與溶劑乙醇色譜峰的分離，而DB-1型色譜柱可使碘甲烷與溶劑峰較好的分離，因此選擇DB-1 型毛細(xì)管色譜柱。色譜SCAN 掃描總離子流圖見圖1，碘甲烷保留時(shí)間4.736 min，碘甲烷的質(zhì)譜圖見圖2，從圖中可以看出，選擇m／z127、141、142 為定性離子，m／z142 為定量離子。

圖1 SCAN 掃描總離子流圖

圖2 碘甲烷質(zhì)譜圖

2.2 色譜條件的選擇

分別選擇了38、45、50、60 ℃作為初始柱溫進(jìn)行比較。由試驗(yàn)結(jié)果可知，在4 種不同初始初溫時(shí)，碘甲烷均能與溶劑乙醇峰達(dá)到分離。初始柱溫越低，保留時(shí)間隨之增加，但出峰的峰形越尖，峰高增加。4 種不同起始柱溫下碘甲烷保留時(shí)間區(qū)別較小，因此可選擇峰形比較尖銳的初始柱溫溫38 ℃，保持5 min，再以20 ℃／min 升至200 ℃，保持4 min，以避免高沸點(diǎn)干擾物影響后續(xù)測定。

2.3 線性關(guān)系與檢出限

根據(jù)1.3 方法配制碘甲烷系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按1.2 儀器條件進(jìn)樣測定。采用碘甲烷保留時(shí)間4.736 min 和特征離子m／z為127、141、142 同時(shí)定性，以碘甲烷質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（x），以定量離子（m／z142）色譜峰面積為縱坐標(biāo)（y）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到碘甲烷的回歸方程與線性系數(shù)。以3 倍標(biāo)準(zhǔn)差法計(jì)算檢出限，以10 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差法計(jì)算定量限。線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢測限、定量限列于表1。若以采集7.5 L 工作場所空氣計(jì)，則方法檢出濃度為0.003 3 mg／m3，最低定量濃度為0.011 mg／m3。

表1 碘甲烷線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢測限

2.4 精密度試驗(yàn)

2.4.1 批內(nèi)精密度

將現(xiàn)場采過樣的樣品溶液合并混勻，取3 支10 mL 具塞比色管，各加入此液10 mL，分別加入碘甲烷濃度為15.2 mg／mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5、2.0、6.0μL，制成分別向樣品中添加0.76、3.04、9.12 μg／mL 三個(gè)濃度的碘甲烷樣品溶液，在1 d 內(nèi)連續(xù)測定6 次，測定結(jié)果見表2。碘甲烷的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.5%～3.2%（n=6），均小于10%，說明批內(nèi)精密度達(dá)到《職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南 第4 部分：工作場所空氣中化學(xué)物質(zhì)測定方法》［19］中的要求。

表2 批內(nèi)精密度（n=6）

2.4.2 批間精密度

制樣方法同2.4.1，制成0.76、3.04、9.12 μg／mL三個(gè)濃度的碘甲烷樣品溶液，在3 d 內(nèi)連續(xù)測定，每天測定2 次，測定結(jié)果見表3。碘甲烷的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.4%～7.1%（n=6），均小于10%，說明批間精密度達(dá)到《職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南 第4部分：工作場所空氣中化學(xué)物質(zhì)測定方法》［19］中的要求。

表3 批間精密度（n=6）

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定加標(biāo)回收率，在已知濃度樣品溶液中用微量注射器分別加入低、中、高3種質(zhì)量濃度的碘甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液，各測定3 次，結(jié)果列于表4。由表4 可知，碘甲烷的平均回收率為99.6%～102.9%，說明此方法較為準(zhǔn)確。

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.6 干擾實(shí)驗(yàn)

當(dāng)現(xiàn)場中有甲醇、乙腈、乙酸甲酯、乙酸、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、硫酸二甲酯共存時(shí)，在上述色譜條件下進(jìn)行SCAN 掃描，結(jié)果見圖3。由圖3 可知，以上物質(zhì)均能得到很好的分離。說明用本方法對碘甲烷進(jìn)行測定時(shí)，甲醇、乙腈、乙酸甲酯、乙酸、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、硫酸二甲酯不干擾碘甲烷的測定。

圖3 干擾物共存時(shí)的色譜分離圖

2.7 現(xiàn)場測定與對比試驗(yàn)

根據(jù)GBZ 2.1—2019 中對職業(yè)接觸的界定和管理要求，職業(yè)接觸水平評估分為1%職業(yè)接觸限值（OEL）、1／10 OEL、1／5 OEL、1／2 OEL、OEL五個(gè)檔次，碘甲烷時(shí)間加權(quán)平均容許濃度為10.0 mg／m3，1% OEL 值應(yīng)為0.1 mg／m3。

采用本法與國標(biāo)方法對某單位工作場所空氣中的碘甲烷分別進(jìn)行測定，由試驗(yàn)結(jié)果可知，本方法分析結(jié)果部分低于檢出濃度（0.0033 mg／m3），其余測定結(jié)果在檢出濃度與0.034 mg／m3之間，國標(biāo)分光光度法測定結(jié)果均小于0.8 mg／m3，本方法與國際方法對比列于表5。

由表5 可知，國標(biāo)法最低檢出濃度大于1%OEL，而本方法最低檢出濃度小于1% OEL，能完全滿足職業(yè)接觸水平及其分類控制的要求，且方法的精密度、回收率均能滿足檢測要求，符合《職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南 第四部分：工作場所中化學(xué)物質(zhì)測定方法》［19］的要求。

表5 本法與國標(biāo)方法的檢測限及檢出濃度的比較

3 結(jié)語

選用DB-1 型非極性毛細(xì)管色譜柱，能夠?qū)⒌饧淄榕c溶劑乙醇及一些現(xiàn)場共存物較好地分離，使用質(zhì)譜檢測器同時(shí)進(jìn)行定性與定量。相比于氣相色譜法，除了用保留時(shí)間定性外，還結(jié)合特征離子及離子相對豐度值定性，定性更為可靠準(zhǔn)確。隨著氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)在我國的日益成熟和普及，為碘甲烷的準(zhǔn)確定性、定量分析提供了新的途徑。