探讨室内空气苯系物直接从TVOC中提取的可取性
摘要
关键词
室内空气苯系物 TVOC 提取
正文
1 引言
随着我国经济的发展与人类生活水平的提高,家装已成为一件普遍的事,但随之而来的室内空气污染问题也渐渐引起了人们的高度关注与重视。室内污染物中的苯系物指的是苯、甲苯、二甲苯,主要来自室内装潢用的各种油漆、涂料和各种粘合剂、稀释剂,是主要的室内空气污染物之一。苯是致癌物,通过呼吸道、皮肤吸收,甲苯、二甲苯也有不同程度的毒性。因此室内空气中苯系物含量测定是评价室内环境质量的重要指标之一[1]。50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》附录D对苯系物的检测做出了明确的规定,附录E对TVOC的检测做出了明确的规定。本文主要对附录D苯系物检测结果是否能从附录E TVOC检测中提取进行分析。
2 实验部分
2.1仪器与试剂
仪器:ATDS-30A型全自动热解吸装置;福立9790Plus气相色谱仪;色谱柱:内径0.32mm,柱长50m,膜厚1.00µm。
标样:甲醇中5种苯系物混合溶液标准物质,分别为苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯,其中对间二甲苯分不开,重叠为一个峰。标样的浓度分别为50µg/mL、100µg/mL、400µg/mL、1000µg/mL、2000µg/mL。
吸附管:填充2,6-对苯基二苯醚多孔聚合物-石墨化炭黑-X,采样管使用之前,在温度350℃,N2流量80mL/min的条件下,活化仪老化30min,老化后将采样管两端用聚四氟乙烯密封,每一批老化的管子中都随机选取3根进行空白实验,3根空白管均无出现杂峰,否则这批采样管均重新老化。
微量注射器:1µL若干支。
载气:氮气(纯度99.999%)。
氢气发生器:SHC型氢气发生器,厂家:山东赛克赛斯氢能源有限公司。
空气发生器:QLB型纯净空气泵,厂家:山东赛克赛斯氢能源有限公司。
便携大气(恒流)采样器:ZC-QL,厂家:浙江恒达仪器仪表有限公司。
2.2色谱条件
附录D苯系物:
2.2.1热解吸条件
阀箱温度:200℃,管线温度:200℃,解吸温度:320℃,解吸时间:3min。
2.2.2色谱条件
N2流量:30 mL/min,进样口温度:250℃,分流比为40:1,柱箱温度:60℃,检测器温度:150℃,氢气流量30mL/min,空气流量:300mL/min,尾吹流量:30 mL/min。
附录E TVOC:
2.2.3热解吸条件
阀箱温度:200℃,管线温度:200℃,解吸温度:320℃,解吸时间:3 min。
2.2.4色谱条件
N2流量:30 mL/min,进样口温度:250℃,分流比:40:1柱箱温度:初始温度50℃,保持10min后,以5℃/min升至250℃,保持2min,共52min,检测器温度:250℃,氢气流量30mL/min,空气流量:300mL/min,尾吹流量:30 mL/min。
2.3各组分出风时间的确定
本实验室使用的色谱柱型号为非极性柱,苯系物组分为非极性或弱极性物质,极性对出峰顺序的影响微弱[2],因此出峰顺序由各组分的分子量的决定。通过本实验各组分出峰顺序为:苯系物:苯(4.971min)、甲苯(7.931min)、对/间二甲苯(14.661min)(结构相近,分子量相同不能有效分离)、邻二甲苯(16.824min);TVOC:苯(5.655min)、甲苯(9.922min)、对/间二甲苯(15.997min)、邻二甲苯(17.160min)。
2.4标准曲线绘制
2.4.1标准系列配制
苯系物标液Lot No.:D0016381,标准系列浓度
为50µg/mL,100µg/mL,400µg/mL,800µg/mL
,1200µg/mL,2000µg/mL。
TVOC标液Lot No.D0012576:标准系列浓度为50
µg/mL,100µg/mL,400µg/mL,800µg/mL,1200
µg/mL,2000µg/mL。
2.4.2校准曲线系列采样管
模拟采样流量为100mL/min,用1µL注射器注入
1µL标准系列浓度,吹气5min后取下,用聚四氟
乙烯帽将其密封,分别得到0.05µg、0.1µg、0.4µg、0.8µg、1.2µg、2.0µg标准吸附管系列样品。
2.4.3标准曲线
将2.4.2中的标准吸附管系列样品放入热解析仪,
分别按照2.2.2与2.2.4的色谱条件进行检测与分
析,得到标准系列中各组分的峰面积。以峰面积
为横坐标,浓度为纵坐标的校准曲线,校准曲线
见表一、表二。
3 分析
注:以下样品,附录 D苯系物样品与附录E TVOC 中苯系物样品均为双通道平行采样。
3.1定量分析对比
3.1.1吸附管样品
模拟采样流量为100mL/min,用1µL注射器注入1µL标准浓度,标准浓度分别为0.05µg、0.1µg、0.4µg、0.6µg、1.2µg,吹气5min后取下,用聚四氟乙烯帽将其密封,0.05µg样品量为25根、0.1µg样品量为11根、0.4µg样品量为25根、0.6µg样品量为11根、1.2µg样品量`为11根。吸附管样品放入全自动热解析仪,分别按照2.2.2与2.2.4的色谱条件进行检测与分析,检测结果分析见表三至表七。
由表三可见,当样品浓度为0.05µg,附录D 苯系物中苯与标样苯含量相近,而附录E TVOC中苯含量只得到标样苯含量的72.4%,附录D 苯系物与附录E TVOC两者的甲苯、二甲苯均与标样甲苯、二甲苯含量相近,附录E TVOC中苯系物总含量低于附录D苯系物总含量,所得数据RSD%均小于5%,两者相对偏差为4.80%;
由表四可见,当样品浓度为0.1µg,附录D 苯系物中苯、总含量均与标样中苯、总含量相近,而附录E TVOC中苯含量只得到标样苯含量的73.5%,附录E TVOC中苯系物总含量为标样总含量的94.2%,附录D苯系物与附录E TVOC两者的甲苯、二甲苯均与标样甲苯、二甲苯含量相近,所得数据RSD%基本小于5%,两者相对偏差为7.07%;
由表五可见,当样品浓度为0.4µg,附录D苯系物中苯、甲苯、二甲苯、总含量均与标样中苯、甲苯、二甲苯、总含量相近,而附录E TVOC中苯含量只得到标样苯含量的77.9%,甲苯略高于标样中甲苯含量,为108.7%,二甲苯为标样中二甲苯含量的116.2%,总含量为标样中总含量的107.0%,所得数据RSD%基本小于5%,两者相对偏差为9.22%;
由表六可见,当样品浓度为0.6µg,附录D苯系物中苯、甲苯、二甲苯、总含量均与标样中苯、甲苯、二甲苯、总含量相近,而附录E TVOC中苯含量只得到标样中苯含量的82.0%,甲苯为标样中甲苯含量的118.7%,二甲苯为标样中二甲苯含量的112.8%,总含量为标样中总含量的107.8%,所得数据RSD%均小于10%,两者相对偏差为9.01%;
由表七可见,当样品浓度为1.2µg,附录D苯系物中苯、甲苯、二甲苯、总含量均与标样中苯、甲苯、二甲苯、总含量相近,而附录E TVOC中苯含量只得到标样中苯含量的85.7%,甲苯为标样中甲苯含量114.0%,二甲苯为标样中二甲苯含量的115.4%,总含量为标样中总含量的109.2%,所得数据RSD%均小于10%,两者相对偏差为9.07%;
3.2样品分析对比
3.2.1样品房
室内装修状况:精装修一年未入住。
温度:17.8℃,湿度:41%。
采样位置:主卧(3根)、次卧(3根)及客厅(3根)。
采样流量为0.5L/min,采样时间为20min,采样完成后,取下,用聚四氟乙烯帽将其密封。将样品放入全自动热解析仪,分别按照2.2.2与2.2.4的色谱条件进行检测与分析,检测结果分析见图一至图三。
由图一主卧可见,附录E TVOC中苯含量远低于附录D 苯系物中苯含量,约为16.0%,附录E TVOC中甲苯、二甲苯、总含量均略低于附录D 苯系物中甲苯、二甲苯、总含量,分别为91.4%、86.1%、83.5%。
由图二次卧可见,附录E TVOC中苯含量远低于附录D 苯系物中苯含量,约为21.5%,附录E TVOC中甲苯含量于附录D 苯系物中苯含量相近,附录E TVOC中二甲苯及总含量均略低于附录D 苯系物中二甲苯及总含量,分别为85.2%、89.5%。
由图三客厅可见,附录E TVOC中苯含量远低于附录D 苯系物中苯含量,约为23.0%,附录E TVOC中甲苯含量于附录D 苯系物中苯含量相近,附录E TVOC中二甲苯及总含量均略低于附录D 苯系物中二甲苯及总含量,分别为81.6%、92.3%。
4结论
(1)、定量分析
1、附录E TVOC 中苯含量不管是低浓度还是高浓度都低于标样中苯含量,范围在72.4%~85.7%,但随着样品浓度的升高,附录E TVOC 中苯含量的比例也相应升高;附录E TVOC 中甲苯含量处于低浓度(0.05µg、0.1µg)时,与标样中甲苯含量相接近,但浓度的升高,甲苯含量高于标样中甲苯含量,范围在108.7%~118.7%;附录F TVOC 中二甲苯含量处于低浓度(0.05µg、0.1µg)时,与标样中二甲苯含量相接近,但浓度的升高,甲苯含量高于标样中甲苯含量,范围在112.8%~116.2%;附录E TVOC 中苯系物总含量处于低浓度(0.05µg、0.1µg)时,与标样中苯系物总含量相接近或略低于,但浓度的升高,苯系物总含量高于标样中苯系物总含量,范围在107.0%~109.2%;
2、附录D苯系物中苯、甲苯、二甲苯及总含量,不管低浓度还是高浓度,均与标样含量相接近。
(2)、采样样品
不管是主卧、次卧还是客厅,附录E TVOC 中苯含量均远低于附录D苯系物中苯含量,范围在16.0%~23.0%;附录E TVOC 中二甲苯含量均低于附录D苯系物中二甲苯含量,范围在81.6%~86.1%;附录E TVOC 中苯系物总含量均低于附录D苯系物中总含量,范围在83.5%~92.3%。
(3)、因附录E TVOC 中苯含量不管是定量分析还是实际采样分析,均低于附录D苯系物中苯含量,故室内空气苯系物不宜从附录E TVOC 中提取,应由附录D 室内空气中苯、甲苯、二甲苯的测定分析检测。
5参考文献
[1]谢振伟,但德忠.室内空气中苯系物监测技术的研究进展.中国测试技术.2005.05期.
[2]王勇.气相色谱 法测定室内空气中苯系物.绿色科技 环境与安全.2018.11第22期.
...