苯系物是苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯等化合物的統(tǒng)稱。苯系物在油漆、醫(yī)藥、有機合成等行業(yè)中廣泛應用，可在人類居住和生存環(huán)境中被檢出，是空氣和廢氣中最常見的有機化合物。苯系物不僅在大氣中光化學反應活性較高，屬于形成臭氧的前體物，形成二次氣溶膠導致霧霾，而且對人體的血液、神經、生殖系統(tǒng)危害較大，長期接觸可以導致人體患上貧血癥和白血病。

空氣和廢氣中苯系物的前處理方式主要有活性炭吸附二硫化碳解析法、吸附管采樣熱脫附法和罐采樣預濃縮法。活性炭吸附二硫化碳解析法操作簡單，普及性好，但該方法檢測限較高，要用到毒性較大的二硫化碳，樣品前處理時間較長，容易污染環(huán)境，損害實驗人員身體健康；吸附管采樣熱脫附法通過加熱的方式將苯系物從吸附劑上脫附，不需有機溶劑處理，但脫附管使用前老化時間長，不利于快速檢測；罐采樣預濃縮法檢出限低，近幾年應用較為廣泛，但受預濃縮容量及“記憶效應”影響，主要用于測定較為清潔的環(huán)境空氣，不適合高濃度目標物的監(jiān)測。

筆者利用微吸附采樣器（CTS）、熱分離進樣桿（TSP）和車載式氣相色譜—質譜聯(lián)用儀建立一種空氣中苯系物檢測方法。CTS是一種便攜式的采樣器，采樣前將毛細柱管捕集短柱安裝到CTS取樣頭，啟動采樣器的微型泵使空氣樣品流過該短柱，目標化合物就會被捕集到短柱內。采樣結束后，將短柱取下，放入TSP專用樣品杯中，將樣品杯放入TSP進樣桿，連接GC/MS進樣口，樣品在GC-MS進樣口熱脫附，進入毛細管色譜柱分離，最后進入MS檢測器分析。CTS可以同時采用6根毛細管柱捕集氣體樣品，可選擇一根或幾根吸附樣品柱進行現(xiàn)場檢測，保存剩余的采集柱作為備份樣本。TSP方法的主要優(yōu)點是將不揮發(fā)基質組分保留在微量樣品瓶中，每次進樣后樣品瓶即可丟棄，而在傳統(tǒng)進樣方式中，上述組分通常會污染GC襯管和色譜柱。車載式氣相色譜儀適于現(xiàn)場監(jiān)測，減少了樣品采集后運回實驗室進行分析所需的時間，也大大降低了在運輸過程中樣品組成與含量發(fā)生變化的可能性。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

熱分離進樣桿（TSP）：G1181—64000型，美國安捷倫科技有限公司。微吸附氣體采樣器（CTS）：GSP-300FT-2型，泵流量范圍為10～300mL/min，美國安捷倫科技有限公司。車載式氣相色譜-質譜聯(lián)用儀：5975T型，美國安捷倫科技有限公司。氣體稀釋儀：4700型，美國Entech儀器有限公司。捕集短柱：PLOT-Q捕集短柱（20mm×0.53mm，20μm、40μm），HP-5捕集短柱（20mm×0.53mm，5μm），美國安捷倫科技有限公司。不銹鋼罐：6L，內壁經惰性化處理，美國Entech儀器有限公司。7種苯系物混合標準氣體：含有苯、甲苯、乙苯、間二甲苯、對二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯，編號為KX07186，其中各氣體均為1μmol/mol，中國測試技術研究院。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

色譜柱：DB-5LTM型弱極性低熱容模塊毛細管柱（30m×0.25mm，0.25μm，美國安捷倫科技有限公司），DB-624LTM型中等極性低熱容模塊毛細管柱（20m×0.18mm，1.0μm，美國安捷倫科技有限公司）；保護柱：DB-5型（0.5m×0.25mm，0.25μm，美國安捷倫科技有限公司），DB-624型（0.5m×0.18mm，1.0μm，美國安捷倫科技有限公司），與分析柱具有相同的固定相，與進樣口連接；進樣口：使用TSP，溫度為200℃，分流比為5∶1；載氣：氦氣，流量為1.0mL/min；程序升溫：初始溫度為40℃，保持5min，以10℃/min升溫至100℃，保持1min，以30℃/min升溫至180℃，保持2min。

1.2.2 質譜條件

離子源：電子轟擊電離EI源；電子能量：70eV；離子源溫度：230℃；掃描方式：全掃描，質量范圍35～300Da。

1.3 實驗步驟

1.3.1 樣品采集與保存

將捕集短柱安裝到微吸附氣體采樣器的配套取樣頭上，采樣泵流量設定為100mL/min，采集2min。采樣結束后，將捕集短柱取下，置于1.5mL氣相棕色玻璃進樣瓶中保存。

1.3.2 標準氣體的制備

以高純空氣為底氣，使用氣體稀釋儀稀釋苯系物標準氣體，配制成系列濃度的標準氣體，配制好的氣體儲存于6L不銹鋼罐中，濃度分別為10、20、50、100、150nmol/mol，將不銹鋼罐中的氣體充入1L氟聚合物氣袋中。使用CTS從充氣袋中分別吸取200mL氣體，用捕集短柱吸附不同質量苯系物，用于GC-MS分析。短柱吸附苯系物的質量見表1。

1.3.3 測定方法

將完成采集的捕集短柱置于一次性專用樣品杯中，然后放入TSP。將TSP連接分流/不分流進樣口，進行GC-MS分析。以保留時間和NIST譜庫定性，以色譜峰面積外標法定量。

2 結果與討論

2.1 捕集短柱種類的選擇

最佳的溶質和吸附相極性匹配可以獲得最大的柱容量。在微吸附氣體采樣器上分別安裝PLOT-Q型（20mm×0.53mm，20μm）和HP-5型（20mm×0.53mm，5μm）捕集短柱，設置泵流量為100mL/min，時間為1min，進行樣品采集。試驗結果表明，在相同色譜條件下，使用PLOT-Q型捕集短柱脫附后各目標物的響應值明顯高于HP-5型柱。PLOT-Q型色譜柱為多孔層開管柱，在管壁上涂一層多孔性吸附劑固體微粒，適合吸附揮發(fā)性有機物，因此選擇PLOT-Q型柱作為捕集短柱。

2.2 捕集短柱膜厚的選擇

為確定捕集短柱膜厚的影響，分別使用膜厚為20μm和40μm的PLOT-Q型柱，采集50nmol/mol的苯系物混合標準氣體。試驗結果表明，在相同色譜條件下，兩種方式各化合物響應強度無明顯差別，厚膜捕集短柱相對于薄膜捕集短柱保留時間靠后，這是因為厚膜色譜柱的對目標物的保留性更強，不易在進樣口脫附。因此選擇膜厚為20μm的PLOT-Q型柱作為捕集短柱。

相關鏈接：苯乙烯，間二甲苯，鄰二甲苯，對二甲苯

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