室内空气中苯系物及TVOC检测方案(热解吸仪)

SSL-CA20-106Excellence in Science Excellence in ScienceGC-156 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. - Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cnTel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn 热脱附-GC法测定室内空气中苯系物及TVOC含量 GC-156 摘要：本文利用岛津 TD-30R热脱附进样系统，结合 GC-2010 Pro气相色谱仪，分别采用活性炭管对室内空气中苯、甲苯、.二甲苯样品进行富集，采用Tenax TA 采样管对室内空气中16种 TVOC 样品进行富集，建立了室内空气中苯、甲苯、二甲苯和16种 TVOC 的测定方法。结果表明，在50 ng~2000 ng 的质量范围内目标化合物各组分标准曲线线性良好，相关系数均在0.999以上。平行6次测定苯系物峰面积RSD 在6.00%以下；当采样量为10L时，苯系物方法最低检出限在 3.96~4.46 ug/m³之间，定量限为 13.2~14.9 ug/m³之间；16种TVOC方法最低检出限在0.33~2.66 ug/m³之间，定量限为1.10~8.87ug/m³之间，可以用于室内空气中苯、甲苯、二甲苯及 TVOC 含量的测定。 关键词：气相色谱仪热脱附 苯系物 TVOC室内空气 随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的提高，人们的居住和办公条件不断改善，各种新型装饰装修材料，家具大量涌入室内，使室内污染物的种类和数量越来越多，污染程度也越来越严重，对人们的健康构成巨大威胁。室内空气污染物主要包括悬浮固体污染物和气体污染物，其中气体污染物主要包括有机气体污染物，即挥发性有机物等。TVOC 可有嗅味，有刺激性，而且有些化合物具有基因毒性。因此，对室 实验部分 1.1仪器 GC-2010 Pro 气相色谱仪 TD-30R热脱附仪 1.2分析条件(苯系物) TD条件： 热脱附流量：60 mL/min 脱附时间：5min 脱附温度：250℃ 阀温度：260℃ 聚焦管冷却温度：-20℃ GC-FID条件： 色谱柱： Rtx-624 Sil MS 60 m×0.32 mm×1.8 um 柱温程序：50℃(2 min)-10℃ /min-250℃ (6 min)进样方式：分流，分流比：10：1 内空气中挥发性有机物进行检测非常重要。为此，我国住房与城乡建设部和市场监督管理总局联合制定了国家强制标准《GB 50325-2020民用建筑工程室内环境污染物控制标准》，该标准于2020年8月1日起实施。本文利用岛津 TD-30R 热脱附进样系统，结合 GC-2010Pro气相色谱仪，建立了活性炭管对室内空气中的苯、甲苯、、二甲苯样品及 Tenax TA 采样管对室内空气中 16种 TVOC样品的检测方法。 聚焦管加热温度：260℃ 聚焦管脱附时间： 2 mir 热脱附温度：260℃ 传输线温度：260℃ ( 进样口温度：250℃ ) 载气控制方式：线速度：21.6 cm/sec 1.3分析条件(16种TVOC) TD条件： 热脱附流量：60 mL/min 聚焦管加热温度：290℃ 脱附时间：5 min 聚焦管脱附时间：2min 脱附温度：280℃ 热脱附温度：290℃ 阀温度：290℃ 传输线温度：290℃ 聚焦管冷却温度：-20℃ GC-FID条件： 色谱柱： Rtx-150m×0.25mm×0.25 um 进样口温度：250℃ 柱温程序：50℃(10min)-6℃/min-260℃ (5min) 进样方式：分流(10：1) 载气控制方式：线速度：22.0cm/secFID 检测器温度：280℃ 1.4标准溶液的配制 称取一定量的苯、甲苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯，用甲醇配置成50、100、200、500、2000 ug/mL的标准使用液备用。 称取一定量的16种TVOC混标(正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯邻二甲苯、苯乙烯、壬烷、异辛醇、十十烷、·十四烷、、十六烷)，用甲醇配置成50、100、400、800、1200、2000 ug/mL 的标准使用液备用。 1.5样品前处理方法 利用气体采样泵、活性炭管和 Tenax TA 采样管，以500 mL/min 的抽速，抽取空气10L后，将采样管于上述分析条件下分析。 结果讨论 2.1标样色谱图 向活性炭管中加入质量为 100 ng 的苯系物混合标准溶液，苯系物的色谱图见图1，相关化合物信息信表1。向 Tenax-TA 管中添加质量为 100 ng 的 16种 TVOC混合标准溶液， 16种 TVOC的色谱图见图2，相关化合物信息见表2. 图1 标准溶液色谱图(添加质量：100 ng) 表1 苯系物化合物信息 No. 组分名称 英文名称 CAS 号 保留时间(min) 2 苯 Benzene 71-43-2 10.841 甲苯 Toluene 108-88-3 13.325 对-二甲苯 P-xylene 106-42-3 15.632 间-二甲苯 m-xylene 108-38-3 15.632 邻-二甲苯 o-xylene 95-47-6 16.225 图216种 TVOC标准溶液色谱图(添加质量：100ng) 表2 16种 TVOC 化合物信息 No. 组分名称 英文名称 CAS 号 保留时间(min) 1 正己烷 Hexane 110-54-3 5.417 2 苯 Benzene 71-43-2 6.274 3 三氯乙烯 Trichloroethylene 79-01-6 7.095 4 甲苯 Toluene 108-88-3 9.511 5 辛烯 Octene 111-66-0 11.163 6 乙酸丁酯 Butyl acetate 123-86-4 11.737 7 乙苯 Ethylbenzene 100-41-4 14.181 8 对-二甲苯 P-xylene 106-42-3 14.623 9 间-二甲苯 m-xylene 108-38-3 14.623 10 邻-二甲苯 o-xylene 95-47-6 15.426 11 苯乙烯 Styrene 100-42-5 15.638 12 壬烷 Nonane 111-84-2 16.579 13 异辛醇 2-Ethylhexanol 104-76-7 21.124 14 十一烷 n-Hendecane 1120-21-4 23.860 15 十四烷 Tetradecane 629-59-4 31.516 16 十六烷 n-Hexadecaneh 544-76-3 35.679 2.2标准曲线 2.2.1苯系物标准曲线 在60 mL/min 的氮气流量下，在活性炭采样管中注入l uL上述配置好的各标准溶液，各采样管中组分质量分别为50、100、200、500、2000 ng， 于上述1.2分析条件下分析。以浓度为横坐标，以物质的响应值为纵坐标，建立标准曲线，如图3所示，以三倍基线噪音作为物质的检出限，十倍基线噪音作为物质的定量限，各物质的相关系数、检出限及定量限见表3。 图3苯系物校准曲线 表3苯系物组分相关系数、检出限及定量限 No. 化合物名称 R 检出限(ug/m) 定量限(ug/m) 1 苯 0.9998 3.98 13.3 2 甲苯 0.9998 4.46 14.9 3 对、间二甲苯 0.9999 4.16 13.9 4 邻二甲苯 0.9999 3.96 13.2 2.2.2 TVOC标准曲线 在 60 mL/min 的氮气流量下，在 Tenax TA 采样管中注入1pL上述配置好的各标准溶液，各采样管中组分质量分别为50、100、400、800、1200、2000 ng，于上述1.3分析条件下分析。以浓度为横坐标，以物质的响应值为纵坐标，建立标准曲线，如图4所示，以三倍基线噪音作为物质的检出限，十倍基线噪音作为物质的定量限，各物质的相关系数、检出限及定量限见表4。 图4 16种 TVOC 化合物校准曲线 表4 16 种 TVOC 化合物的相关系数、检出限及定量限 No. 化合物名称 R 检出限(ug/m) 定量限(ug/m) 1 正己烷 0.9995 0.76 2.52 2 苯 0.9996 0.61 2.04 3 三氯乙烯 0.9997 2.66 8.87 4 甲苯 0.9996 0.69 2.31 5 辛烯 0.9997 0.71 2.37 6 乙酸丁酯 0.9996 1.15 3.82 7 乙苯 0.9995 0.51 1.70 8 对/间-二甲苯 0.9995 0.41 1.35 9 邻-二甲苯 0.9995 0.46 1.52 10 苯乙烯 0.9996 0.48 1.59 11 壬烷 0.9995 0.47 1.55 12 异辛醇 0.9995 0.56 1.85 13 十一烷 0.9995 0.34 1.14 14 十四烷 0.9996 0.33 1.10 15 十六烷 0.9998 0.34 1.12 2.3重现性结果 2.3.1苯系物重复性结果 在60 mL/min 的氮气流量下，注入1uL标准溶液(浓度：100 ug/mL)于活性炭采样管中，各组分质量均为 100 ng， 平行处理6根采样管，进样分析后，得到峰面积重现性结果见表5。 表5峰面积重现性结果 No. 化合物名称 1 2 3 4 5 6 RSD (%) 1 苯 75742 79770 82427 83806 79564 84355 4.00 2 甲苯 67418 67720 72962 68711 78228 70981 5.80 3 对、间二甲苯 75364 71406 74943 66986 74736 66244 5.76 4 邻二甲苯 83424 75064 81228 73115 83131 74390 6.00 2.3.2 TVOC 重复性结果 在60 mL/min 的氮气流量下，注入1uL标准溶液(浓度： 100 ug/mL) 于 Tenax TA 采样管中，16种组分质量均为100 ng，平行处理6根采样管，进样分析后，得到峰面积重现性结果见表6。 表6 峰面积重现性结果 No. 化合物名称 1 3 4 5 6 RSD (%) 1 正己烷 89524 93867 90223 93580 91756 91488 1.90 2 苯 128858 131426 130807 131314 130139 128785 0.90 3 三氯乙烯 28033 28398 28367 28401 28052 27729 0.97 4 甲苯 133040 134496 133577 133875 132622 131458 0.80 5 辛烯 122643 124515 123012 123255 121925 120875 1.01 6 乙酸丁酯 71906 71792 72372 71944 71499 70476 0.90 7 乙苯 135109 136742 135853 136380 135099 134000 0.74 8 对/间-二甲苯 271232 274364 272657 273773 271166 269005 0.72 9 邻-二甲苯 137140 138498 137746 138533 137020 135954 0.72 10 苯乙烯 136819 137737 137334 137973 136195 135134 0.78 11 壬烷 127159 128400 127703 128056 126745 125676 0.78 12 异辛醇 101243 91344 100520 96934 98626 94633 3.86 13 十一烷 128464 130008 129301 129969 128697 127696 0.70 14 十四烷 129858 131529 132564 131514 130265 129407 0.92 15 十六烷 125752 126179 128026 122574 125501 121746 1.89 2.4实际样品测试 2.4.1苯系物测定结果 采用活性炭采样管采集某室内空气中的苯系物，采用上述苯系物测试方法进行测定，样品色谱图见图5，测试结果见表7。 图5实际样品的色谱图 表7实际样品测试结果 No. 化合物名称 测定结果 (ug/m) 1 苯 N.D 2 甲苯 N.D 3 对、间二甲苯 N.D 4 邻二甲苯 N.D 2.4.2 TVOC 测定结果 采用Tenax-TA 采样管采集某室内空气中的 TVOC， 采用上述 TVOC 测试方法进行测定，样品色谱图见图6，测试结果见表8. 图6实际样品的色谱图 表8实际样品测试结果 No. 化合物名称 测定结果 (ug/m) No. 化合物名称 测定结果 (ug/m) 1 正己烷 5.08 10 苯乙烯 0.96 2 苯 1.87 11 壬烷 N.D 3 三氯乙烯 4.75 12 异辛醇 N.D 4 甲苯 3.92 13 十一烷 N.D 5 辛烯 N.D 14 十四烷 N.D 6 乙酸丁酯 2.67 15 十六烷 N.D 7 乙苯 1.18 16 未识别峰 121 8 对/间-二甲苯 N.D 17 TVOC 总量 141 9 邻-二甲苯 N.D 注：未识别峰以甲苯校正因子进行计算，I， TVOC 总量为16种 VOCs测定含量与未识别峰含量之和。 结论 本文利用岛津TD-30R热脱附进样系统，结合 GC-2010 Pro 气相色谱仪，建立了采用活性炭管检测室内空气中苯、甲苯、二甲苯及采用 Tenax TA 采样管检测室内空气中 TVOC 的检测方法。该方法对苯、甲苯、二甲苯测定的相对标准偏差在6.00%以下，对16种 TVOC 测定的相对标准偏差在3.86%以下；当采样量为10L时，苯、甲苯、 二甲苯方法最低检出限在 3.96~4.46 ug/m³之间，定量限为13.2~14.9 ug/m³之间；16种 TVOC方法最低检出限在 0.33~2.66 ug/m³之间，定量限为1.10~8.87 ug/m³之间，可以满足 《GB 50325-2020民用建筑工程室内环境污染物控制标准》中附录D对室内空气中苯、甲苯、二甲苯和附录E中 TVOC 的检测要求。 岛津应用云 本文利用岛津TD-30R热脱附进样系统，结合GC-2010 Pro气相色谱仪，分别采用活性炭管对室内空气中苯、甲苯、二甲苯样品进行富集，采用Tenax TA采样管对室内空气中16种TVOC样品进行富集，建立了室内空气中苯、甲苯、二甲苯和16种TVOC的测定方法。结果表明，在50 ng~2000 ng的质量范围内目标化合物各组分标准曲线线性良好，相关系数均在0.999以上。平行6次测定苯系物峰面积RSD在6.00%以下；当采样量为10L时，苯系物方法最低检出限在3.96~4.46 µg/m3之间，定量限为13.2~14.9 µg/m3之间；16种TVOC方法最低检出限在0.33~2.66 µg/m3之间，定量限为1.10~8.87 µg/m3之间，可以用于室内空气中苯、甲苯、二甲苯及TVOC含量的测定。