第31卷第3期监测技术渊19耀22冤
环境研究与监测2018年9月
直接进样气相色谱法快速测定空气中丙酮的实验研究
蔡灏兢1袁陈广银1袁夏飞2
渊1.昆山市环境监测站袁江苏昆山215316曰2.江苏新锐环境监测有限公司袁江苏张家港215618冤
摘要：实验研究了使用100mL玻璃注射器采样袁经阀进样器1mL直接进样后经气相色谱法分离FID检测器定量袁快速测定空气中丙酮的浓度遥丙酮在0~39mg/m3范围内线性良好袁样品中的丙酮在气相色谱条件下响应灵敏袁与甲醇和乙酸甲酯等干扰物质能实现良好的基线分离袁方法的检出限为0.006mg/m3袁测定下限为0.024mg/m3遥实验证明此方法可用于快速测定环境空气中的丙酮浓度遥
关键词：阀进样器曰环境空气曰丙酮曰FID检测器
文献标识号：A
中图分类号：X831
文章编号：渊甘冤LK000067渊2018冤03-19-22-04
ExperimentalStudyonRapidDeterminationofAcetoneinAirbyDirectSampleInjectionGasChromatography(1.KunshanEnvironmentalMonitoringStation,Kunshan215300,China;
CaiHaojing1,ChenGuangyin1,XiaFei
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separatedbygaschromatographyafterdirectinjectionintoa1mLvalvesamplertoquicklydeterminebeachievedwithinterferingsubstancessuchasmethanolandmethylacetate.Thedetectionlimitofthethismethodcanbeusedtoquicklydeterminetheconcentrationofacetoneinambientair.
Keywords:valveinjector;ambientair;acetone;FIDdetector
Abstract:TThesamplewassampledusinga100mLglasssyringe,andtheFIDdetectorwas
2.JiangsuXinRuienvironmentmonitoringCo.,Ltd.,Zhangjiagang215618,China)
theconcentrationofacetoneintheair.Acetonehasagoodlinearityintherangeof0~39mg/m3.Theacetoneinthesampleissensitivetogaschromatographicconditions,andagoodbaselineseparationcanmethodis0.006mg/m3,thelowerlimitofdeterminationis0.024mg/m3.Experimentshaveshownthat
丙酮是一种无色透明液体袁有特殊的辛辣气味袁易挥发袁能与水尧乙醇尧甲醇尧氯仿尧乙醚及大多数有机溶剂混溶揖1铱遥丙酮主要急性中毒作用为对中
肝尧肾和胰腺的损害袁主要用于医药尧人造纤维尧油漆尧塑料尧有机玻璃尧化妆品等行业中遥由于丙酮是重要的化工原料袁它的大量生产和应用及其毒害作用袁使之成为环境监测中一项重要指标遥国内尚有许多生产和使用丙酮的企业由于工艺落后等原因袁特别是在制药行业中袁丙酮气体是其排放的典型VOCs袁有数据显示在抗身素生产企业中所排废气中袁丙酮的占比最大袁为
枢神经系统的抑制作用袁出现乏力尧恶心尧头痛尧头
晕尧易激动等病状袁高浓度接触对个别人可能出现
收稿日期：2018-06-13
作者介绍：蔡灏兢渊1981-冤袁男袁江苏昆山人袁工程师袁硕士研究生袁主要从事环境中有机污染物分析检测工作遥
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境55%排袁放浓较度多在的丙酮60mg/m2以上揖2铱袁造成严重污染遥向空气袁所以环境开展和环境水环空气和废气中这种污染物含量的监测是一项很重要的工作遥目前国内对空气中丙酮浓度限值已制定了相关的排放要求遥从叶工业企业设计卫生标准曳渊GBZ1-2010冤排放限值看袁最严的属居住区丙酮的最高允许浓度(一次)为0.8mg/m3方法为叶空气和废气监测分析方法曳渊遥第相四关版的检测
增补版冤中的使用活性炭管吸附采样后经二硫化碳溶剂解析来检测分析遥此方法采样过程比较繁琐费时袁检测分析过程中又会使用较多有毒有害溶剂袁人员操作风险较大袁效率不高遥国内外虽有文献报道用硅胶管吸附袁纯水解析后直接进样或用纯水做吸收液采样后直接进样揖3~4铱来检测丙酮袁但本身此方法直接进水样会对目前实验室普遍使用的商品化的毛细管色谱柱造成较大的损伤以及出峰拖尾等现象遥其他有报道的方法揖5~9铱也多涉及溶剂解析袁对分析人员本身都带了一定的伤害遥本文拟采用100mL玻璃注射器采样后直接阀进样气相色谱分析袁采样与分析过程大为简化袁而且配合自动进样器可实现自动化袁不涉及有害溶剂使用袁方面性和安全性都大为提高袁可用于大量实际样品的测定遥1实验原理
载气携带含有丙酮渊CH有固定相的色谱柱袁流出色谱3COCH柱的丙酮3冤的试样由通过氢火焰装离子化检测器渊FID冤测定袁以峰面积外标法定量遥2实验部分
2.1仪器丙酮与渊试剂
色谱纯冤尧甲醇渊色谱纯冤尧乙醇渊色谱
纯冤尧正己烷渊色谱纯冤尧乙醛尧二硫化碳尧丙酮渊色谱纯冤尧乙酸甲酯渊色谱纯冤尧丙烯醛渊色谱纯冤尧四氢呋喃渊色谱纯冤尧乙酸乙酯渊色谱纯冤尧二氯甲烷渊色谱纯冤尧乙腈渊色谱纯冤尧正丙醇渊色谱纯冤尧丙烯醇渊色谱纯冤遥Agilent气相色谱仪公司遥色谱院Agilent柱配7820AHP-INNOWAX袁配阀进样(30袁美m国
伊0.322.2仪器参数条件
mm伊0.25滋m)的毛细管柱子袁FID检测器遥180气相色谱院进样口温度230益曰进样阀温度院温渊40益曰益渊分流保持比5:12min曰FID冤后检测以10器益温/min度250升益曰温到程序升2.3保持标准气体浓度配置
1min冤曰色谱柱恒流2.5ml/min遥120益分别取6只100mL玻璃注射器袁通入氮气密
封后再用微量注射器注射丙酮纯物质袁配置成浓7.9mg/m度为0.0mg/m33和39.5mg/m尧0.079mg/m33遥尧0.395mg/m3尧0.79mg/m3尧3实验结果与讨论3.1干扰试验
样本本身可能含有多种污染物成分袁气相色谱
的定性分析主要依据色谱柱对个目标物的保留时间袁所以在色谱分离时保留时间相近的目标物可能产生干扰遥本方法选择了14种挥发性有机溶剂对丙酮的干扰进行考察袁结果表明在中低浓度此色谱条件下14种化合物基本达到了分离袁具体的谱图见图1遥1正己烷7四氢呋喃袁2乙醛袁8袁3二硫化碳袁4丙酮袁5乙酸甲酯袁6丙烯醛袁12乙酸乙酯乙腈袁13袁正丙醇9甲醇袁袁1014二氯甲烷丙烯醇
袁11乙醇袁
图114种化合物分离色谱图
由图1可知袁乙酸甲酯尧丙烯醛尧四氢呋喃尧乙酸乙酯这几种化合物出峰时间与丙酮相近袁可能产生干扰袁因此分别分析了这5种试剂对低浓度样品渊丙酮均为0.8mg/m3知院0mg/m3以下的四氢冤的呋喃干扰尧840试验mg/m遥由3以图下丙2可烯醛和1325mg/m3以下二氯甲烷对低浓度目标物均无干扰曰而920mg/m3的乙酸甲酯对丙酮有一定
第3期蔡灏兢等院直接进样气相色谱法快速测定空气中丙酮的实验研究
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的干扰袁见图2遥当产生干扰时袁可用另外性质的色谱柱来确认袁经实验验证袁干扰物在DB-624柱上
可得到很好的分离遥图2不同物质对丙酮的干扰
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3.2线性范围尧方法检出限和测定下限
实验表明浓度曲线在0~39.5mg/m3内呈现良
=3.14冤袁其中院t渊n-1,0.99冤为置信度为99%尧自由度为n-1时的t值曰n为重复分析的样品数遥测定下限为4倍检出限遥在最佳仪器参数条件下选取丙酮0.039mg/m3
作为本实验检出限测定浓度袁丙酮的检出限为0.006mg/m3袁测定下限为0.024mg/m3袁详见表2遥好的线性关系袁相关系数r=0.9995遥按照叶环境监测分析方法标准制修订技术导则曳渊HJ168-2010冤的相关规定袁连续分析7个接近于检出限浓度的实验室空白加标样品袁计算其标准偏差S袁用公式院渊连续分析7个样品袁在99%的置信区间袁t渊6,0.99冤测定值(mg/m3)0.03940.0375表2检出限和测定下限
化合物名称
丙酮
12367Si检出限(mg/m3)测定下限(mg/m3)
0.006
0.024
0.0360.0390.0390.0390.0410.002
3.3精密度和准确度配置空白氮气中加标低尧中尧高三组浓度的空
0.024mg/m3袁可以满足居住区空气中丙酮的检测要788mg/m3浓度范围内曲线依然线性良好袁由此可检测提供了一定的参考依据遥实验结果表明本文方法可快速准确测定环境空气袁已达到国标方法进行了曲线验证袁曲线浓度最高点788mg/m3袁在0~求袁在实验过程中还对高浓度空气中的丙酮含量
气样本袁每组样品配置6个袁进样分析袁测出每组6次测得数据的平均值后计算相对标准偏差渊RSD冤和平均加标回收率遥实验结果表明袁相对标准偏差渊RSD冤为3.8%~7.6%袁空白加标回收率为96.4%~103%袁见表3遥表3精密度和准确度实验
以为运用此方法对固定污染源废气中丙酮浓度的
测定的要求袁且相比国标方法在采样过程和分析过程都大为简化遥参考文献[1]李海燕.顶空-毛细管气相色谱法同步测定水中吡啶丙酮[2]康汇.吸收要化学氧化协同净化丙酮气体的性能及应用研[3]陈建军.工作场所空气中丙酮尧乙酸乙酯尧苯尧甲苯尧二甲苯的溶剂解吸气相色谱同时测定[J].中国卫生检验杂志,2009(12):2797-2798.(s1):11-14.
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化合物名加标浓度测定平均值RSD空白加标
称渊mg/m3冤测定次数渊mg/m3冤渊%冤回收率渊%冤低浓度中浓度高浓度
0.3957.939.5
666
0.3817.6740.8
7.65.13.8
96.497.1103
3.4实样测试
随机采集昆山化工区的一个工厂周边环境空气样
品袁依照本文所述方法进行实样测试遥经测试袁实样中含有少量的丙酮袁浓度为0.573mg/m3袁谱图见图3遥图3实际样品谱图
[8]李承.活性炭吸附/二硫化碳解吸气相色谱法测定环境空气[9]肖学喜.气相色谱法测定工业废气中的丙酮[J].化学分析计量,2010,19(2):-66.
和废气中的丙酮[C].中国环境科学学会学术年会袁2015.
工业废气中的丙酮[J].化学工程师,2016(4):29-30.
4结论
本方法方法检出限为0.006mg/m3袁测定下限