一种工作场所空气中溶剂汽油的检测方法

摘要

本发明公开了一种工作场所空气中溶剂汽油的检测方法，涉及溶剂汽油检测技术领域，该方法包括以下步骤：采用活性炭管采集空气样品，采用空白样品采样器采集空白空气样品后，送至实验室保存；配制好解吸液；将活性炭管内的活性炭倒入溶剂解吸瓶中，向溶剂解吸瓶中加入解吸液，取上层解吸液作为检测溶液；调试气相色谱仪，气相色谱柱采用键合交联的色谱柱，设置升温程序；采用二硫化碳配制标准溶液；将上层解吸液注入气相色谱仪中，解吸液进样体积为0.5μL或10μL，进行检测；对检测结果进行定量分析，得到空气中溶剂汽油的浓度。该检测方法过程简单、结果准确、应用广泛，检测时间短，能够及时对工作场所的空气中溶剂汽油进行检测。

说明书

技术领域

本发明涉及溶剂汽油检测技术领域，特别涉及一种工作场所空气 中溶剂汽油的检测方法。

背景技术

汽油、柴油等油品在生产、储运、销售等环节中会产生挥发和泄 漏，在工作场所空气中形成以油气状态存在的化学有害因素，除造成 物料损耗外，对作业人员的职业健康也形成一定的危害，有必要对工 作场所空气中的油气浓度加以检测。依照现行的GBZ2.1-2007《工作 场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》，目前尚无针 对以汽油、柴油等油品的挥发气为主要内容的有害因素职业接触限 值，目前，国内研究一般选取与油气成分相近的溶剂汽油的限值作为 相关指标进行考评。溶剂汽油是由天然石油或人造石油经分馏而得的 轻质产品，无色或略显黄色。主要成分为C4～C12脂肪烃和环烃类， 并含少量芳香烃和硫化物。

对于工作场所空气中溶剂汽油的检测，国内已颁布的标准有 GBZ/T160.40-2004《工作场所空气中有毒物质测定混合烷烃类化合 物》，共包括直接采样-气相色谱法和热解吸-气相色谱法两种方法。 目前，国内有关工作场所空气中溶剂汽油的检测的文献报道一般均围 绕上述两种方法。如陈华宜在《溶剂解吸气相色谱法测定工作场所空 气中的溶剂汽油》一文中采用毛细管气相色谱法测定工作场所空气中 溶剂汽油。如李勇勤在《工作场所空气中中液化石油气的溶剂解吸气 相色谱测定法》一文中也采用毛细管气相色谱法检测液化石油气。目 前国内有关工作场所空气中溶剂汽油的检测的文献报道一般均围绕 上述两种方法，未见有相关专利。国内有关于工作场所空气中溶剂汽 油的检测的方法分别存在如下不足之处：

(1)直接采样-气相色谱法用气袋采集空气样品后回实验室用气 相色谱仪进行分析，但是，样品保存时间仅有8小时，也不适用于个 体的长时间采样。

(2)热解吸法采用活性炭管采集空气样品，带回实验室后用热 解吸方法对采样后的活性炭管进行处理，对解吸出的气体样品取一定 体积注入气相色谱仪进行分析，不仅操作繁琐，无法实现批量样品的 自动解吸进样，而且活性炭的热解吸过程由于活性炭本身的特点存在 解吸效率低、重复性差的缺点。

(3)陈华宜的《溶剂解吸气相色谱法测定工作场所空气中的溶 剂汽油》一文中采用毛细管气相色谱法测定工作场所空气中溶剂汽 油，但该方法所用的HP-FFAP柱，为硝基对苯二甲酸改性的聚乙二醇 柱，具有强极性，并非分离主要为非极性的溶剂汽油各个组分的最佳 选择。同时，该方法仅采用恒温程序，很难保证溶剂汽油的所有组分 特别是大分子组分均在溶剂二硫化碳之前出峰。

(4)李勇勤在《工作场所空气中中液化石油气的溶剂解吸气相 色谱测定法》一文中也采用毛细管气相色谱法检测液化石油气，但是 该文所用的色谱柱为HP-101非极性柱，该柱固定相为100％二甲基聚 硅氧烷，属非交联柱，不耐用，寿命短，不可用溶剂清洗。且该文假 定可以控制适当的仪器操作条件使液化石油气这种混合物与正戊烷 的相对保留时间一致，但实际由于液化石油气的成分很广，从C1-C5 都有存在，不能完全实现液化石油气与正戊烷的相对保留时间一致， 造成部分化合物的定量损失。同时，液化石油气主要成分为C3、C4， 其与溶剂汽油的主要成分C4～C12存在明显差异。

从国外现有的研究情况来看，未见有针对工作场所空气中溶剂汽 油的相关内容。美国职业安全与健康管理局对于工作场所空气中的油 气浓度是以汽油而不是溶剂汽油表征，但溶剂汽油和汽油并不为同一 种物质，溶剂汽油的成分中含有大量脂肪烃，而汽油中的除脂肪烃外 还有大量的芳香烃。

综上所述，现有的工作场所空气中溶剂汽油检测方法存在活性炭 管热解吸法效率不高、热解吸效率不稳定、热解吸操作繁琐、无法实 现批量样品自动解吸的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种工作场 所空气中溶剂汽油的检测方法，不仅检测过程简单、检测结果准确、 应用范围广泛，而且检测时间短，能够及时对工作场所的空气中溶剂 汽油进行检测，更有利于保护工人的职业健康。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种工作场所空气 中溶剂汽油的检测方法，包括以下步骤：

A、在采样点用空气采样器和活性炭管，在15min以内以 100mL/min的流速采集空气样品，同时，用空白样品采样器，在15min 以内以100mL/min的流速采集空白样品，或者在采样点用空气采样 器和活性炭管，在4～8h以内以50mL/min的流速采集空气样品，同 时，用空白样品采样器，在4～8h以内以50mL/min的流速采集空气 样品，采集空白样品；采集完空气样品和空白样品后，立即将活性炭 管两端封闭；将采集的空气样品和空白空气样品送至实验室保存，空 气样品和空白空气样品在5℃下的保存时间为168h；

B、采用预定的解吸溶剂配制好解吸液；将活性炭管内的活性炭 倒入2mL的溶剂解吸瓶中，向溶剂解吸瓶中加入1mL的解吸液；将 解吸瓶封闭后放入振荡器中震荡1min，静置解吸30min，取出上层解 吸液；

C、连接好气相色谱仪气路，安装好键合交联柱的色谱柱，打开 气相色谱仪的氮气、空气和氢气气源，分别调节气体输出压力，打开 气相色谱仪电源；

将色谱柱载气流量设置为1.0mL/min；将色谱柱第一阶段的初始 温度设置为40℃，初始温度保持时间设置为1min；将色谱柱第二阶 段温度设置为150℃，升温速度设置为10℃/min；将色谱柱第三阶段 温度设置为350℃，升温速度设置为30℃/min；将色谱柱的进样量设 置为1.0μL，进样口温度设置为250℃，分流比设置为10∶1；将色谱 柱的检测器温度设置为300℃；氢气流速设置为40mL/min，空气流 速设置为400mL/min，尾吹气流速设置为40mL/min；

D、配制标准溶液，将5mL的二硫化碳加入至10mL容量瓶中， 用微量注射器加入10μL正己烷和4μl苯，用二硫化碳稀释至标准 刻度，作为标准储备液；并逐级稀释得到各标准系列；

E、将步骤B得到的上层解吸液注入气相色谱仪中，采用分流进 样，进样体积设置为0.5μL或者1.0μL；启动气相色谱仪开始测试；

F、对检测结果进行定量分析，得出溶剂汽油的浓度。

在上述技术方案的基础上，步骤C中所述色谱柱为HP-PONA。

在上述技术方案的基础上，步骤C中所述色谱柱载气为氮气。

在上述技术方案的基础上，步骤中A中所述活性炭管为溶剂解 吸型。

在上述技术方案的基础上，步骤A中所述空气采样器设置有转 子流量计和流量调节阀，空气采样器的流量控制范围为 0～500mL/min。

在上述技术方案的基础上，步骤B中所述的解吸溶剂为二硫化 碳。

在上述技术方案的基础上，步骤B中所述的溶剂解吸瓶设置有 硅烷化密封胶垫和旋盖。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明采用活性炭管采样，不仅简化了采样过程，而且适 应个体采样和长时间采样，应用范围广泛。

(2)本发明通过对活性炭管的溶剂解吸代替热解吸，不仅提高 了解析效率，而且解吸稳定，实现了大批量样品的解吸和自动进样， 降低了劳动强度，提高分析精密性。

(3)在色谱条件设置中温度设置采用升温程序，升温程序采用 初始温度在40℃，保持lmin，以10℃/min升到150℃，再以30℃/min 升到350℃，可以实现溶剂汽油各组分与解吸溶剂色谱峰的基线分离， 保证了检测结果的准确性。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种工作场所空气中溶剂汽油的检测方法，包 括以下步聚：

S1：在采样点用空气采样器和活性炭管，在15min以内以 100mL/min的流速采集空气样品，同时，用空白样品采样器，在15min 以内以100mL/min的流速采集空白样品，或者在采样点用空气采样 器和活性炭管，在4～8h以内以50mL/min的流速采集空气样品，同 时，用空白样品采样器，在4～8h以内以50mL/min的流速采集空气 样品，采集空白样品；采集完空气样品和空白样品后，立即将活性炭 管两端封闭；将采集的空气样品和空白空气样品送至实验室保存，空 气样品和空白空气样品在5℃下的保存时间为168h。

本步骤中的活性炭管为溶剂解吸型活性炭管，活性炭管内装 100mg或者50mg活性炭。

S2：采用预定的解吸溶剂配制好解吸液；将活性炭管内的活性炭 倒入2mL的溶剂解吸瓶中，向溶剂解吸瓶中加入1mL的解吸液，将 解吸瓶封闭，放入振荡器中震荡1min，静置解吸30min，取出上层解 吸液供测定。

S3：连接好气相色谱仪气路，安装好气相色谱柱，气相色谱柱采 用键合交联柱的色谱柱，实际运用中采用HP-PONA色谱柱，打开气 相色谱仪的氮气、空气和氢气气源，分别调节气体输出压力，打开气 相色谱仪电源，按照如下色谱条件调试好气相色谱仪：将色谱柱载气 流量设置为1.0mL/min；将色谱柱第一阶段的初始温度设置为40℃， 初始温度保持时间设置为1min；将色谱柱第二阶段温度设置为 150℃，升温速度设置为10℃/min；将色谱柱第三阶段温度设置为 350℃，升温速度设置为30℃/min；将色谱柱的进样量设置为1.0μL， 进样口温度设置为250℃，分流比设置为10∶1；将色谱柱的检测器温 度设置为300℃；氢气流速设置为40mL/min，空气流速设置为 400mL/min，尾吹气流速设置为40mL/min。

S4：配制标准溶液，将约5mL的二硫化碳加入至10mL容量瓶 中，用微量注射器准确加入10μL正己烷和4μl苯，用二硫化碳稀释 至标准刻度，作为标准储备液；并逐级稀释得到各标准系列。

S5：将步骤S2中得到的上层解吸液注入气相色谱仪中，采用分 流进样，进样体积设置为0.5μL或者1.0μL；启动气相色谱仪开始测 试。

S6：对检测结果进行定量分析，得出溶剂汽油的浓度。

本发明实施例中，步骤S1中的空气采样器带有转子流量计和流 量调节阀，空气采样器的流量控制范围为0～500mL/min。

本发明实施例中，步骤S2中解吸溶剂，选用不仅能够实现从活 性炭中解吸溶剂汽油物质，而且在气相色谱仪的氢火焰检测器上具有 低响应的溶剂，在实际运用中，一般为二硫化碳。

步骤S2的溶剂解吸瓶带有硅烷化密封胶垫和旋盖。

步骤S3色谱柱的型号为50.0m×250μm×0.5mm。

步骤S3中的气相色谱仪为Agilent公司生产的6890型气相色谱 仪，6890型气相色谱仪具自动进样器、分流/不分流进样口和氢火焰 离子化检测器。

步骤S3中的色谱柱一般采用能够实现溶剂峰与目标样品峰主体 分离的且对样品无永久性吸附的非极性、弱极性或者半极性的填充色 谱柱或者毛细管色谱柱，在实际运用中，一般选用非极性的毛细管色 谱柱、弱极性的毛细管色谱柱或者半极性的毛细管色谱柱。

步骤S3中的色谱柱载气采用氮气。

步骤S5中将解吸液注入气相色谱仪中，包括用注射器手动进样 和采样自动进样器自动进样，在实际运用中，一般采用进样体积重复 性更好的自动进样。若采用的气相色谱仪对带有分流进样，一般采用 分流进样，推荐采用的分流比为10：1。

下面通过2个具体实施例详细说明本发明的方法。

实施例1

本实施例1中的所使用的设备和仪器如下：

(1)气相色谱仪：Agilent公司生产的6890型气相色谱仪，具 自动进样器、分流/不分流进样口和氢火焰离子化检测器。

(2)空气采样器：带有转子流量计和流量调节阀，流量控制范 围为0～500mL/min。

(3)振荡器。

(4)溶剂解吸瓶：2mL，带有硅烷化密封胶垫和旋盖。

(5)色谱柱：HP-PONA柱，50.0m×250μm×0.5mm。

本实施例1中的所使用的材料和试剂如下：

(1)正己烷溶剂汽油标准溶液：纯度>99.5％。

(2)二硫化碳：色谱纯试剂，色谱鉴定无干扰色谱峰，

(3)活性炭管：溶剂解吸型活性炭管，内装100mg/50mg活性 炭。

(4)氢气：纯度>99.999％。

(5)氮气：纯度>99.999％。

(6)空气：压缩空气，经除烃过滤。

本实施例1的操作步骤如下：

在采样点A用空气采样器和活性炭管，以50mL/min流速采集 4～8h空气样品，同时，采用空白亲品采样器采集空白样品，采集完 空气样品和空白样品后，立即将活性炭管两端封闭；将采集的空气样 品和空白空气样品送至实验室保存，空气样品和空白空气样品保存混 为设置为5℃。

解吸液为1mL二硫化碳，将活性炭管内的活性炭倒入2mL溶剂 解吸瓶中，向溶剂解吸瓶中加入1mL二硫化碳，将解吸瓶封闭，放 入振荡器中震荡1min，解吸30min。取上层解吸液供测定。若浓度超 过检测范围，用二硫化碳稀释后测定。

连接好气相色谱仪气路，安装好气相色谱柱，打开气相色谱仪的 氮气、空气和氢气气源，分别调节气体输出压力，打开气相色谱仪电 源，按照如下色谱条件调试好气相色谱仪：色谱柱载气流量设置为 1.0mL/min；色谱柱初始温度设置为40℃，保持时间设置为1min，第 二阶段温度设置为150℃，升温速度设置为10℃/min，第三阶段温度 设置为350℃，升温速度设置为30℃/min；进样量设置为1.0μL；进 样口温度设置为250℃；分流比设置为10∶1；检测器温度设置为300℃； 氢气流速设置为40mL/min，空气流速设置为400mL/min，尾吹气流 速设置为40mL/min。

配制标准溶液，将约5mL的二硫化碳加入至10mL容量瓶中， 用微量注射器准确加入10μL正己烷和4μl苯，用二硫化碳稀释至标 准刻度，作为标准储备液；并逐级稀释得到各标准系列。

将上层解吸液注入气相色谱仪中，采用分流进样，进样体积设置 为1.0μL；启动气相色谱仪开始测试。

对检测结果进行定量分析，空气中溶剂汽油浓度为117mg/m³。

实施例2

本实施例中的所使用的设备和仪器如下：

(1)气相色谱仪：Agilent公司生产的6890型气相色谱仪，具 自动进样器、分流/不分流进样口和氢火焰离子化检测器。

(2)空气采样器：带有转子流量计和流量调节阀，流量控制范 围(0～500)mL/min。

(3)振荡器。

(4)溶剂解吸瓶：2mL，带有硅烷化密封胶垫和旋盖。

(5)色谱柱：HP-PONA柱，50.0m×250μm×0.5mm。

本实施例中的所使用的材料和试剂如下：

(1)正己烷溶剂汽油标准溶液：纯度>99.5％。

(2)二硫化碳：色谱纯试剂，色谱鉴定无干扰色谱峰，

(3)活性炭管：溶剂解吸型活性炭管，内装100mg/50mg活性 炭。

(4)氢气：纯度>99.999％。

(5)氮气：纯度>99.999％。

(6)空气：压缩空气，经除烃过滤。

本实施例的操作步骤如下：

在采样点B用空气采样器和活性炭管，以100mL/min的流速采 集15min空气样品，同时，采用空白亲品采样器采集空白样品，采 集完空气样品和空白样品后，立即将活性炭管两端封闭；将采集的空 气样品和空白空气样品送至实验室保存，空气样品和空白空气样品保 存混为设置为-1℃。

解吸液为1mL二硫化碳，将活性炭管内的活性炭倒入2mL溶剂 解吸瓶中，向溶剂解吸瓶中加入1mL二硫化碳，将解吸瓶封闭，放 入振荡器中震荡1min，解吸30min。取上层解吸液供测定。若浓度超 过检测范围，用二硫化碳稀释后测定。

连接好气相色谱仪气路，安装好气相色谱柱，打开气相色谱仪的 氮气、空气和氢气气源，分别调节气体输出压力，打开气相色谱仪电 源，按照如下色谱条件调试好气相色谱仪：色谱柱载气流量设置为 1.0mL/min；色谱柱初始温度设置为40℃，保持时间设置为1min，第 二阶段温度设置为150℃，升温速度设置为10℃/min，第三阶段温度 设置为350℃，升温速度设置为30℃/min；进样量设置为1.0μL；进 样口温度设置为250℃；分流比设置为10∶1；检测器温度设置为300℃； 氢气流速设置为40mL/min，空气流速设置为400mL/min，尾吹气流 速设置为40mL/min。

配制标准溶液，将约5mL的二硫化碳加入至10mL容量瓶中， 用微量注射器准确加入10μL正己烷和4μl苯，用二硫化碳稀释至标 准刻度，作为标准储备液；并逐级稀释得到各标准系列。

将上层解吸液注入气相色谱仪中，采用分流进样，进样体积设置 为0.5μL；启动气相色谱仪开始测试。

对检测结果进行定量分析，空气中溶剂汽油浓度为109mg/m³。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。