环境空气中苯系物的测试方法比对

周玉娇

关键词：环境空气；苯系物；测试；气相色谱

引言

近些年来，随着化工行业的迅速发展，进入大气中的挥发性有机物（VOCs）越来越多，VOCs已经被视作继粉尘之后的第二大类量大面广的大气污染物质，目前已受到越来越多的国内外学者的广泛关注。苯系物作为VOCs中最重要、含量最高、毒性最大的一类物质，通常包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等。它主要来源于汽车尾气、各种化工原料加工和使用过程以及木材、烟草等有机物不完全燃烧、植物的自然排放物，是化工、石油、制药、印刷、喷涂等行业排放的最常见的污染物，其中汽车尾气对苯系物贡献很大，有研究表明大气中来自于汽车尾气的苯系物约占80%。苯系物对环境的危害很大，同时苯是强致癌物质，通过呼吸道、消化道、皮肤进入人体，对人体健康造成很大的威胁。因此，苯系物对大气的污染与防治须引起人们的关注。随着某市工业化进程的加快，环境空气污染问题也日渐突出，频繁的大范围雾霾天气更是提醒我们空气污染已经近在眼前。大气中苯系物的污染控制与防治研究已经迫在眉睫。某市永宁县周边有很多大型化工厂，如伊品生物发酵厂、紫荆花造纸厂、泰瑞制药厂、启元制药厂等，长年向空气中排放有刺鼻性气味的气体，严重影响某市周边环境质量以及附近居住人们的生活。

1测定方法

固体吸附/热脱附：将样品管按要求放置在热解析仪上，其中有缺口的一头安装方向和采样时的分析相反，设置分析条件，经气相色谱仪检测分析。活性炭吸附/二硫化碳解吸：将样品管中的活性炭颗粒移入解析瓶中，加入1.0mLCS2并振荡，放置常温下解析1h，取1μL进样。

2样品采集及前处理

采样流量0.5L/min，时间45min，采样结束后硅胶帽密封，4°C冷藏。将采集样品的活性炭管划开，活性炭倒入2mL样品瓶，加入1mL二硫化碳，超声振荡15min，静置1h。

3分析条件

固体吸附/热脱附：样品管脱附温度300℃；样品管脱附时间2min；阀箱温度120℃；管线温度120℃；气相色谱进样口温度240℃；色谱柱柱温在55℃保持10min之后，以5.0℃/min的速率，程序升温到100℃保持5.5min；柱流量1.00mL/min；检测器温度250℃。活性炭吸附/二硫化碳解吸：进样口温度240℃；分流比10︰1；柱流量1.00mL/min；柱温在60℃保持3.2min之后，以18℃/min的速率升温到115℃保持2.6min；检测器温度250℃；进样量1μL。

4结果与讨论

1、苯系物定性与定量分析采用标准样品保留时间定性，用外标法定量。苯系物的标准样品色谱图。2、大学环境空气中苯系物的污染水平1）苯系物浓度的空间分布笔者于2018年4月18日至4月20日在1#、2#、3#、4#点位连续采样3d，每天4次，时间段选在08时、12时、16时、20时，样品的检测结果。每个样品均可定量检测出苯、甲苯、乙苯、对（间）二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯。4个点位苯系物的浓度都未超标，且浓度较低，苯系物浓度分布呈现不同的结果，浓度范围在0.038μg/m3～5.27μg/m3，各采样点苯系物浓度大小关系为：1#>4#>2#>3#，可能是因为选择的点位与附近化工厂的距离不同造成苯系物浓度的大小差异。2）苯系物浓度的时间分布苯系物浓度在相同点位随时间变化图。各点位苯系物浓度随时间变化呈现不同的规律。1#点位苯系物浓度随着时间增加先减少后增大；2#点位苯系物浓度是先增大后减小；3#点位苯系物浓度是先增大后减少；4#点位苯系物浓度先减少后增大。可能是因为附近化工厂排放污染物时间段不同会影响污染物浓度的大小。

5标准曲线绘制

固体吸附/热脱附：取适量的标准溶液，用甲醇稀释并定容到1.00mL，配制质量浓度为5、10、20、50、100μg/mL标准系列，分别取1μL标准系列溶液，打入进活化后的Tenax不锈钢管，并以100mL/min的流量通载气(氮气)5min，取下后用聚四氟乙烯盖将两端密封，获得标准系列样品管。将标准系列样品管按要求连接热解析仪进行分析检测，根据分析结果绘制校准曲线。活性炭吸附/二硫化碳解吸：取适量标准溶液，用二硫化碳稀释并定容到1.00mL,配制质量浓度为0.5、1.0、10、20、50μg/mL标准系列，分别取1μL标准系列溶液，打入气相色谱仪进行分析检测，根据分析结果绘制校准曲线。

6样品分析

依据上述两种方法对某居民楼室内空气(为保证空气成分含有待测物质)中苯系物同时进行采样，并分析检测。检测结果显示，固体吸附/热脱附方法对目标组分均有检出，活性炭吸附/二硫化碳解吸方法对苯、乙苯目标组分未检出，其他组分有检出。

7苯系物检测及治理的进一步建议

1）建立全国环境空气苯系物污染数据库国外对苯系物的研究已经做了很多工作，包括苯系物污染数据库等，但是我国对城市空气中苯系物的研究还比较晚，还处于起步阶段。目前，虽然已经开展了一些工作，但主要集中在珠江三角洲、长江三角洲和京津冀等较为发达的地区。由于经济发展和管理体制等问题，大部分地区环境自动监测仪器相对落后。因此，应加强对各城市环境空气苯系物污染的研究，比如可以在各地的环境空气质量自动监测站加入环境空气苯系物的自动在线分析仪器，以丰富中国环境空气中苯系物污染的数据库。2）大气复合污染的控制方法，完善法规标准现阶段生态环境保护是国家的一项重大政策。而污染源大多来自于企业，因此国家出台了相应的政策以及企业排放污染物的标准，供各企业遵守。中国现行《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》GBZ2.1-2007中规定生产环境空气中苯、甲苯、乙苯和二甲苯的时间加权平均容许浓度最大值分别是6mg/m2、50mg/m2、100mg/m2、50mg/m2，短时间接触容许浓度最大值分别是：10mg/m2、100mg/m2、150mg/m2、100mg/m2。讨论适用于当前情况的空气质量标准和污染物排放标准，建立和完善建筑装饰材料的企业标准，并建立健全相关法律和政策。

结语

实验结果表明，Tenax不锈钢管-固体吸附/热脱附和活性炭吸附/二硫化碳解吸两种方法对目标物均能有效分离，线性良好，精密度、回收率均符合要求。Tenax不锈钢管-固体吸附/热脱附方法在检出限方面优势明显，显著低于活性炭吸附/二硫化碳解吸的检出限。样品前处理过程无需使用二硫化碳，消除二硫化碳中苯的干扰，简化了操作步骤，也减少了对环境的污染和对人员的危害，更加环保。活性炭吸附/二硫化碳解吸方法在样品不适用较低浓度苯系物，但优点在于对同一样品能多次重复分析。因此，Tenax不锈钢管-固体吸附/热脱附和活性炭吸附/二硫化碳解吸是互补的，在分析清洁空气中的苯系物时Tenax不锈钢管-固体吸附/热脱附具有更大的优势，在分析较高浓度苯系物样品时，应该采用活性炭吸附/二硫化碳解吸。

参考文献

[1]空气和废气监测分析方法．第四版增补版[M]．北京：中国环境科学出版社，2007：599-602．

[2]张晓淳，潘锦．空气中苯系物的测定方法比对[J]．广州化工，2014，42(5)：132-133．