氣相色譜法測定廢氣中三甲苯的研究

張 波，邵先濤，郝秋雨，陳源方

（青山綠水（蘇州）檢驗(yàn)檢測有限公司，江蘇 蘇州 215000）

三甲苯在工業(yè)上經(jīng)常被用作有機(jī)溶劑，且廣泛應(yīng)用于油漆、印刷、石化、紡織、合成橡膠等行業(yè)。在企業(yè)生產(chǎn)過程中，會排放大量廢氣并排放至大氣中，嚴(yán)重污染環(huán)境，使人類身心健康受到威脅。三甲苯具有一定毒性和致癌性，濃度高則對人體危害更大，長期接觸可以導(dǎo)致貧血癥和白血病[1-3]。此外，苯系物還能夠引起城市的光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生二次污染對人類健康產(chǎn)生更大的危害，因此精確地檢測廢氣中三甲苯的含量非常有必要。目前，三甲苯的檢測方法有氣相色譜法[4-6]、氣相色譜-質(zhì)譜法[7-9]等，實(shí)驗(yàn)通過氣相色譜法對廢氣中1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的檢出限、檢出下限、校準(zhǔn)曲線、精密度和準(zhǔn)確度等方面進(jìn)行研究探討，為廢氣中1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的精確檢測提供基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

主要儀器：MH3 001型全自動煙氣采集器（青島明華）、HY-4/A型石調(diào)速多用振蕩器（華奧儀器）、Agilent 7 890 B型氣相色譜儀（美國安捷倫）。

主要試劑：硫酸（500 mL、GR，金城試劑）、二硫化碳（500 mL、色譜純GCS，天津科密歐）、二硫化碳中1，2，4-三甲基苯標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L，壇墨）、二硫化碳中1，2，3-三甲基苯標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L，壇墨）、二硫化碳中1，3，5-三甲基苯標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L，壇墨）。

1.2 樣品的采集與保存

用橡膠管將活性炭采樣管與采樣器連接，抽樣時活性炭采樣管垂直向上進(jìn)行采樣，采樣流量0.5 L/min，采樣時間為20 min。采樣結(jié)束后，將采樣管兩端封閉，于4 ℃以下冷藏保存。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件

在樣品分析前，設(shè)置氣相色譜儀工作條件：使用毛細(xì)管柱，柱溫為65 ℃，毛細(xì)柱載氣的流量為30 mL/min，檢測器的溫度為250 ℃，氫氣流量：46 mL/min，空氣流量：400 mL/min。

2.2 校準(zhǔn)曲線的繪制

1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的分析采用外標(biāo)法，向5 mL容量瓶或2 mL帶螺蓋的玻璃瓶中加入100 mg的活性炭，然后加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的質(zhì)量分別為1 ng、5 ng、10 ng、20 ng和50 ng，最后加入二硫化碳，使二硫化碳和標(biāo)準(zhǔn)溶液的總體積為1 mL，配制5個濃度點(diǎn)，依次由低濃度到高濃度進(jìn)樣，按照儀器測試條件繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，各曲線如表1。

從表1 中可以看出：1，2，3-三甲苯標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=51.218 2x-26.1247，r=0.999 3；1，2，4-三甲苯標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=52.123 0x-25.060 4，r=0.999 4；1，3，5-三甲苯標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=51.361 0x-25.467 1，r=0.999 4，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，滿足要求。

2.3 檢出限

測定10次空白加標(biāo)后的試樣，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 168-2020[10]，計(jì)算方法檢出限、測定下限（平行測定10次，置信度為99%時，t（9，0.99）=2.821，測定下限為4倍檢出限）。其中檢出限以采樣標(biāo)況體積為10 L、進(jìn)樣量為1 mL計(jì)。測試結(jié)果如表2所示。

從表2中可以看出：分別測定10次空白加標(biāo)后的試樣，1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的檢出限均為0.006 mg/m3，測定下限均為0.024 mg/m3，滿足預(yù)期要求。

2.4 精密度

實(shí)驗(yàn)選取三個空白，分別加入低濃度、中濃度和高濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并重復(fù)平行測定6次，計(jì)算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，具體檢測結(jié)果如表3所示。

表3 精密度測試數(shù)據(jù)表

從表3中可以看出：三個不同加標(biāo)濃度的樣品平行重復(fù)測定6次后，1，2，3-三甲苯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%～4.8%，1，2，4-三甲苯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～4.6%，1，3，5-三甲苯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～4.3%，均滿足預(yù)期要求。

2.5 正確度

實(shí)驗(yàn)室對活性炭管采集的污染源廢氣樣品分別加標(biāo)不同濃度，并平行測定6次，具體檢測結(jié)果如表4、表5及表6所示。

表4 正確度測試數(shù)據(jù)表

表5 1，2，4-三甲苯正確度測試數(shù)據(jù)表

表6 1，3，5-三甲苯正確度測試數(shù)據(jù)表

從表4、表5及表6中可以看出：根據(jù)樣品測定值和加標(biāo)量，1，2，3-三甲苯的加標(biāo)回收率為94.0%～96.6%；1，2，4-三甲苯的加標(biāo)回收率為92.0%～94.3%；1，3，5-三甲苯的加標(biāo)回收率為93.3%～96.0%，滿足預(yù)期要求。

3 結(jié)論

研究了氣相色譜法測定廢氣中1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的分析方法，各組分校準(zhǔn)曲線符合標(biāo)準(zhǔn)要求，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，分別測定10次空白加標(biāo)后的試樣，1，2，3-三甲苯、1，2，4-三甲苯、1，3，5-三甲苯的檢出限均為0.006 mg/m3，測定下限均為0.024mg/m3。三個不同加標(biāo)濃度的樣品平行重復(fù)測定6次后，1，2，3-三甲苯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%～4.8%，1，2，4-三甲苯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～4.6%，1，3，5-三甲苯的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～4.3%。1，2，3-三甲苯的加標(biāo)回收率為94.0%～96.6%；1，2，4-三甲苯的加標(biāo)回收率為92.0%～94.3%；1，3，5-三甲苯的加標(biāo)回收率為93.3%～96.0%，該方法操作簡單、便捷，可滿足固定源廢氣三甲苯的測定。