氣相色譜法同時(shí)測(cè)定空氣中甲醇、乙醇和丙醇

王　薇　陳　言　劉　翔　劉小波　范　偉　胡渭平

(核工業(yè)203研究所，咸陽(yáng) 712000)

0　引言

甲醇、乙醇和丙醇在常溫、常壓下是易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，都能以任何比例與水混合，也幾乎與所有的有機(jī)溶劑混合。甲醇、乙醇和丙醇在化工行業(yè)用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料，但是在生產(chǎn)和使用過程中若設(shè)備不嚴(yán)密，會(huì)污染空氣影響人體健康。甲醇、乙醇和異丙醇是以蒸氣狀態(tài)存在于空氣中，空氣中醇類的測(cè)定常用活性炭吸附、有機(jī)試劑解析氣相色譜法，在分析過程中有機(jī)試劑的使用會(huì)造成環(huán)境二次污染[1-4]。由于三種醇在水中的溶解度都很大，而且溶解的速度也很快，本文采用純凈水吸收采集空氣中的醇類，氣相色譜法直接進(jìn)水樣，避免有機(jī)試劑的使用，方法簡(jiǎn)單、快速。

1　試驗(yàn)

1.1　試驗(yàn)儀器和試劑

Agilent7890A氣相色譜儀，具火焰離子化檢測(cè)器；Agilent 7693A自動(dòng)液體進(jìn)樣器；30m×0.53mm×3μm DB-624彈性石英毛細(xì)管柱；甲醇、乙醇和丙醇均為色譜純；純凈水：經(jīng)色譜檢測(cè)無待測(cè)組分；ZGQ-4型四氣路大氣采樣儀；U型多孔玻板吸收管。

1.2　色譜條件

進(jìn)樣口溫度:200℃；檢測(cè)器溫度：250℃；載氣為高純氮?dú)饬髁浚?.0mL/min；空氣流量：300mL/min；氫氣流量50mL/min；柱溫：起始溫度50℃保留1min，以10℃/ min升到140℃，以30℃/min升到220℃保留1min；分流進(jìn)樣，分流比為10:1；進(jìn)樣量為1μL。

1.3　樣品處理

將裝有10mL純凈水的U型多孔玻板吸收管，以1L/min的流量采集空氣樣品30min[5]。用吸耳球?qū)⑽展苤械奈找捍等氡壬苤校瑥闹腥?mL左右吸收液到2mL安捷倫樣品瓶中，自動(dòng)液體進(jìn)樣器取1μL進(jìn)樣。當(dāng)天氣溫度較高時(shí)，需在吸收管周圍放冰塊降溫，以保持較高的采樣效率。

2　結(jié)果與討論

2.1　標(biāo)準(zhǔn)氣相色譜峰

在上述色譜條件下測(cè)定甲醇、乙醇和丙醇混合樣品溶液，氣相色譜峰見圖1。由圖1可見，這三種醇類分離與響應(yīng)良好。

圖1　醇類樣品色譜圖

2.2　線性關(guān)系和最小檢出量

精密稱取適量的色譜純甲醇、乙醇和丙醇，用純凈水逐步稀釋到同一個(gè)100mL容量瓶中后，使這三種醇類的標(biāo)準(zhǔn)混合使用液為100mg/L。用100mg/L標(biāo)準(zhǔn)混合使用液配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，甲醇、乙醇和丙醇的質(zhì)量濃度均為3.00、6.00、10.0、15.0、20.0mg/L，按上述氣相色譜條件，取1μL注入氣相色譜儀，進(jìn)行分析, 以保留時(shí)間定性，色譜峰面積外標(biāo)曲線法定量進(jìn)行線性回歸，得甲醇線性回歸方程為Y=4.284X-0.665，相關(guān)系數(shù)r=0.9993；乙醇線性回歸方程為Y=3.573X+0.142，相關(guān)系數(shù)r=0.9995；丙醇線性回歸方程為Y=3.954X-0.266，相關(guān)系數(shù)r=0.9995。

按照樣品分析的全部步驟，連續(xù)分析7個(gè)低濃度樣品，計(jì)算測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差s，檢出限MDL=s·t(n-1,0.99)，式中，t(n-1,0.99)為置信度99%、自由度為6時(shí)的t值，具體為3.143；s表示n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果表明，該方法甲醇的檢出限為0.48mg/L，乙醇的檢出限為0.45mg/L，丙醇的檢出限為0.52mg/L，當(dāng)在采樣體積為30L的條件下，甲醇、乙醇和丙醇最低檢出質(zhì)量濃度均為0.20mg/m3。

2.3　精密度和準(zhǔn)確度

在擴(kuò)散管中加入濃度均為5.0mg/m3甲醇、乙醇和丙醇標(biāo)準(zhǔn)混合氣體，模擬含有三種醇的空氣和廢氣，在方法線性范圍內(nèi)，取裝入10mL蒸餾水的吸收管按1.3步驟，對(duì)模擬氣進(jìn)行采樣后分別測(cè)定(n=6)，結(jié)果見表1。

表1　精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)(mg/m3)

由表1可見，三種醇類的測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性較好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍均小于7%，甲醇加標(biāo)回收率為103.2%，乙醇加標(biāo)回收率為96.8%，丙醇加標(biāo)回收率為93.6%，因此，該方法精密度和準(zhǔn)確度均符合分析測(cè)試質(zhì)量控制要求。

2.4　樣品穩(wěn)定性試驗(yàn)

取15個(gè)吸收管，分為3組，加入10mL濃度為5.00mg/L甲醇、乙醇和丙醇標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，放置于4℃冰箱保存，分別于當(dāng)天及第3、5、7天進(jìn)行測(cè)定，每次測(cè)定5支，觀察樣品的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示：甲醇、乙醇和丙醇當(dāng)天測(cè)定結(jié)果為4.95mg/L、4.91mg/L和4.94mg/L，第3天測(cè)定結(jié)果為4.85g/L、4.86mg/L和4.84mg/L，甲醇損失3.0%、乙醇損失2.8%、丙醇損失3.2%；第5天測(cè)測(cè)定結(jié)果為4.75mg/L、4.78mg/L和4.77mg/L，甲醇損失5.0%、乙醇損失4.4%、丙醇損失4.6%；第7天測(cè)定結(jié)果為4.59mg/L、4.64 mg/L和4.62mg/L，甲醇損失8.2%、乙醇損失7.2%、丙醇損失7.6%，損失率均小于10%，故采集三種醇類的吸收管在冰箱至少可保存7天。

3　結(jié)語

本文研究建立了環(huán)境空氣中甲醇、乙醇和丙醇的檢測(cè)方法，采用純凈水采集后直接進(jìn)樣，經(jīng)毛細(xì)管色譜柱分離，氫焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)(FID)。本方法已成功應(yīng)用于環(huán)境空氣和車間廢氣中特征污染因子的分析，結(jié)果表明方法分離效果好，靈敏度高，準(zhǔn)確度好，避免使用有機(jī)溶劑萃取解析，減少對(duì)操作人員的傷害和環(huán)境的污染。

[1]盛衛(wèi)強(qiáng)，張?jiān)俜?氣相色譜法測(cè)定環(huán)境空氣和廢氣中乙酸[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2003(2)

[2]徐鳳勇.氣相色譜法同時(shí)測(cè)定車間空氣中苯、甲苯和二甲苯[J].職業(yè)與健康，2002(8)

[3]段科欣.氣相色譜法測(cè)定空氣中甲醇含量[J].遼寧師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007(4)

[4]GBZ/T 160.48—2007.工作場(chǎng)所空氣中醇類化合物的測(cè)定方法[S].

[5]空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2004