郭德鹏,刘改生,杨智仲

(西山煤电(集团)有限责任公司职业病防治所,山西 太原 030053)

工作场所空气中职业性有害因素三硝基甲苯,室温下为白色结晶,熔点81.8 ℃,沸点240 ℃,水中溶解性较差,易溶于苯、丙酮等[1]。属高毒物质,通过皮肤和呼吸道吸收使接触者中毒,大量接触会有头晕、恶心、呕吐等现象,甚至会引起神志不清。长期接触三硝基甲苯会增加患贫血症和肝功能不正常的机会,对血液和肝脏、脾脏等有影响。工作场所空气中三硝基甲苯的测定目前采用GBZ/T 160.74—2004《工作场所空气中芳香族硝基化合物浓度的测定》中的气相色谱法测定,空气中蒸气态三硝基甲苯用硅胶管采集,气溶胶态用玻璃纤维滤纸采集,甲醇苯溶液解吸或洗脱后进样,经FFAP 毛细管色谱柱分离,电子捕获检测器检测,以保留时间定性,峰高或峰面积定量。该方法主要存在几个不足,基线波动较大,峰形差,峰面积小,甚至不出峰,即使加大进样量,也不会有较大的改善。方法根据三硝基甲苯的性质,对三硝基甲苯的测定方法进行研究,克服了现峰形差、峰面积小的不足,各项指标能够满足检测要求。

1 材料方法

1.1 仪器及工作条件

气相色谱仪,美国安捷伦6890N 气相色谱仪,带电子捕获检测器;色谱柱:HP-5(5% 苯基)-二苯基甲基硅氧烷色谱柱(长度:30.0 m,直径:320 μm,膜厚:0.25 μm,柱温:250 ℃);检测器温度:250 ℃;载气流量:3 mL/min;自动进样器,进样量为1.0μL。

1.2 试剂及材料

甲醇苯溶液,取5 mL 甲醇用苯稀释至100 mL。标准储备液:国家认可的三硝基甲苯标准溶液,标准值为0.99 mg/mL,用甲醇苯溶液100 倍稀释后作为标准储备液。

1.3 采样

在采样点,打开硅胶管两端,安装在大气采样器上,调整采样器流量为200 mL/min,采集15 min 空气样品。注意采样高度为呼吸带高度。采样结束,封闭硅胶管两端,置清洁容器内运输和保存[2]。样品在室温下可保存7 d。

1.4 样品处理

将采样后的硅胶放入溶剂解吸瓶中,加入2.0 mL甲醇苯溶液,超声30 min,解吸液供测定。

1.5 标准曲线

用甲醇苯溶液稀释三硝基甲苯标准溶液,配置质量浓度为0、0.495、0.990、1.485、1.980 μg/mL 的三硝基甲苯标准系列。

将气相色谱仪调节至最佳测定状态,柱温采用程序升温,100℃保持1 min,以20 ℃/min 的速度升至200 ℃,保持2 min。检测器温度设置为250 ℃;进样量为1.0 μL。测定标准系列,每个浓度测定3 次。以峰面积均值对相应的三硝基甲苯浓度(μg/mL)绘制标准曲线。

1.6 样品测定

在相同条件下测定样品和空白解吸液,测得样品的峰面积值减去空白对照的峰面积值后,由标准曲线计算样品的质量浓度(μg/mL)。

1.7 计算[3]

按式(1)将采样体积换算成标准采样体积。

式中:V0为标准采样体积,L;V 为实际采样体积,L;t为采样时的温度,℃;P 为采样时的大气压,kPa。

按式(2)计算空气中待测物的浓度。

式中:C 为空气中待测物的质量浓度,mg/m3;c 为测得解吸液中待测物的质量浓度,μg/mL;2 为解吸液的体积,mL;V0为标准采样体积,L;D 为解吸效率,%。

2 结果讨论

2.1 保留时间

保留时间用于三硝基甲苯的定性,实验中,三硝基甲苯的保留时间为6.855 min,见图1。

图1 三硝基甲苯保留时间

2.2 方法的线性

实验配制了质量浓度为0、0.495、0.99、1.485、1.98 μg/mL 的三硝基甲苯标准系列,进样后,标准曲线见图2。线性范围为0 μg/mL~1.98 μg/mL,相关系数为0.999 0,满足方法检测要求。

图2 三硝基甲苯标准曲线

2.3 方法的精密度和准确度

精密度实验包括样品处理和测定全过程,在相同条件下,对样品进行6 次测定,每次进样1.0 μL,以峰面积定量,计算相对标准偏差,方法的精密度为2.7%,满足方法检测要求,见表1。

表1 精密度试验数据

准确度实验通过样品加标回收法测定,向样品中定量加入高浓度、中等浓度和低浓度的3 个标准溶液,测定样品溶液和加标样品溶液中三硝基甲苯的浓度,计算样品加标回收率。实验方法的准确度为90.9%~98.2%,平均加标回收率为93.3%。

2.4 解吸效率

将高、低两个浓度的三硝基甲苯分别加入6 支硅胶管中,密封保存,放置24 h 后,进行检测,计算硅胶管的解吸效率,解吸效率≥90%。

2.5 检出限

检出限实验由噪声法确定[4],按照噪声值的三倍峰高所对应的浓度来确定方法的检出限。本方法检出限为2.5×10-4μg/mL;采样体积以3 L 计算,确定本方法的最低检出质量浓度为1.7×10-4mg/m3。

3 结语

本文方法解决了工作场所空气中三硝基甲苯测定方法出峰小,甚至不出峰的缺点,且出峰时间短、峰形好、重现性好,适合于工作场所空气中职业性有害因素三硝基甲苯的检测工作。