環(huán)境空氣中的乙腈采樣方式和測(cè)定方法研究

陳 帥 高 飛 趙洋甬(浙江中通檢測(cè)科技有限公司，浙江 寧波 315040)

環(huán)境空氣中的乙腈采樣方式和測(cè)定方法研究

陳 帥 高 飛 趙洋甬
(浙江中通檢測(cè)科技有限公司，浙江 寧波 315040)

用活性炭管吸附環(huán)境空氣中的乙腈，經(jīng)丙酮解吸后用氣相色譜儀測(cè)定。結(jié)果顯示在毛細(xì)管柱DM-1(30m×0.25μm×0.32mm)上，在5.4 ～540mg/L之間呈良好的線性關(guān)系，r=0.9990，加標(biāo)回收率為87.2%～102%，精密度RSD值為5.4%。當(dāng)采樣體積為30L，流速為0.5L/min，解吸液體積為1.0mL，進(jìn)樣量為1.0μL時(shí)，乙腈的最低檢出濃度為0.005mg/m3。

氣相色譜法;乙腈;環(huán)境空氣

乙腈又名甲基氰，無色液體，極易揮發(fā)，有類似于醚的特殊氣味，有優(yōu)良的溶劑性能，能溶解多種有機(jī)、無機(jī)和氣體物質(zhì)[1]。有一定毒性，與水和醇無限互溶。乙腈急性中毒發(fā)病較氫氰酸慢，可有數(shù)小時(shí)潛伏期。主要癥狀為衰弱、無力、面色灰白、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、胸悶、胸痛;嚴(yán)重者呼吸及循環(huán)系統(tǒng)紊亂，呼吸淺、慢而不規(guī)則，血壓下降，脈搏細(xì)而慢，體溫下降，陣發(fā)性抽搐，昏迷[2]。因此,在生產(chǎn)和使用過程中極易造成對(duì)環(huán)境的污染和人體的損害。空氣中乙腈的分析方法有高效液相色譜法[3]，液相色譜質(zhì)譜法[4]，氣相色譜法[5]，在工作場(chǎng)所標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了高濃度乙腈的采樣方法[6]，不過環(huán)境空氣中乙腈的采樣和分析方法還未有報(bào)道。本文采用活性炭管富集環(huán)境空氣中的乙腈，經(jīng)丙酮解吸后，使用氣相色譜儀測(cè)定。操作方便可行，有較好的線性范圍和較好的準(zhǔn)確度和精密度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

GC-9790氣相色譜儀，具有FID檢測(cè)器(浙江福立分析儀器有限公司)；ZC-QL型大氣采樣器(鹽城銀河科技有限公司)；5L鋁箔復(fù)合膜軟氣袋(以下簡(jiǎn)稱氣袋)；活性炭管(市售，內(nèi)裝100mg/50mg活性炭)；DM-1色譜柱(迪馬科技)乙腈(含量不小于99.5%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；丙酮溶液(農(nóng)殘級(jí))。

1.2 色譜條件

色譜柱：DM-1(30m×0.25μm×0.32mm，20℃～320℃)；柱溫：50℃；柱樣器：200℃；檢測(cè)器：200℃；載氣(N2)流速：20mL/min；燃?xì)?H2)流速：40 mL/min；助燃?xì)?Air)流速：400 mL/min；進(jìn)樣量為1.0μL。

1.3 樣品的采集和測(cè)定

用橡皮管將采樣管一端與大氣采樣器進(jìn)氣口連接，另一端垂直向上放置于采樣位置，以0.5L/min流量采集60min，采集30L環(huán)境空氣，然后用橡皮帽密封采樣管兩端，將已經(jīng)采樣的活性炭移至2.0mL解吸瓶中，加1.0mL丙酮溶液，振蕩30min。放置15min后，進(jìn)樣1.0μL于氣相色譜儀中，進(jìn)行測(cè)定。

1.4 結(jié)果表示

以標(biāo)準(zhǔn)溶液定性，峰面積外標(biāo)法定量。本實(shí)驗(yàn)條件下，乙腈的保留時(shí)間為1.106min。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱的選擇和色譜條件的確定

通過對(duì)色譜柱極性、柱溫、載氣流速等色譜條件進(jìn)行試驗(yàn)分析，其中最適合條件是：柱溫50℃，柱樣器200℃，檢測(cè)器200℃，載氣(N2)流速20mL/min，燃?xì)?H2)流速40 mL/min，助燃?xì)?Air)流速400 mL/min，選擇DM-1色譜柱，樣品在這些色譜條件下溶劑跟目標(biāo)物有良好的分離效果，如圖1所示。

圖1 乙腈的色譜圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍

以丙酮為溶劑，配制濃度分別為0.00、5.40、67.5、135、270、540 mg/L的乙腈標(biāo)準(zhǔn)系列，各取1.0μL進(jìn)樣測(cè)定，見圖2。

2.3 采樣吸附效率試驗(yàn)

采用不同流速來比較采樣效率。在9個(gè)5L氣袋中用高純氮配制濃度為5mg/L的乙腈標(biāo)準(zhǔn)氣體，用3臺(tái)同一型號(hào)的大氣采樣器(ZQ-C)和9根活性炭管(內(nèi)裝100mg/50mg活性炭),把活性炭管一端連接大氣采樣器，一端連接氣袋，分別以流速0.1、0.5、1.0 L/min的速度均采樣5 L，測(cè)定其吸附效率。采完樣后把活性炭移至2.0 mL解吸瓶中，加入1.0 mL丙酮溶液，振搖30 min，靜置15 min后，取1.0μL測(cè)定，如圖3。從圖3得出，在0.1、0.5、1.0L/min流速下采樣吸附效率分別為88.2%、96.4%、73.2%，因此在0.5 L/min時(shí)采樣吸附效率最好，在1.0L/min時(shí)采樣吸附效率最差。

圖2 乙腈的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

圖3 不同流速下采樣管的吸附濃度

2.4 方法的最低檢出濃度

將濃度為1300mg/L的乙腈標(biāo)準(zhǔn)溶液用10μL微量進(jìn)樣針移取1μL于7個(gè)活性炭管中，吸附30min，然后把活性炭移入解吸瓶中，加入丙酮溶液解吸振搖30min，靜置15min后進(jìn)氣相色譜儀測(cè)定，其檢出限按照以下公式計(jì)算：

MDL =T(n-1,0.99)*S

其中MDL 為方法的檢出限；S為n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差；當(dāng)n為7時(shí)，其自由度為6，T(n-1,0.99)則為3.143。計(jì)算得出環(huán)境空氣中乙腈的檢出限為0.17mg/L，當(dāng)采樣體積為30L時(shí)，解吸液體積為1.0mL時(shí)，其最低檢出濃度為0.005mg/m3。

2.5 方法的精密度和回收率的測(cè)定

配制濃度為100mg/L和5000mg/L的乙腈標(biāo)準(zhǔn)溶液，用50μL微量進(jìn)樣針移取10μL于2個(gè)活性炭管中，吸附30min，然后把活性炭移入解吸瓶中，加入丙酮溶液解吸振搖30min，靜置15min后進(jìn)樣氣相色譜儀測(cè)定，每個(gè)濃度連續(xù)進(jìn)樣6次，計(jì)算其精密度和回收率，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出精密度RSD為5.4%，回收率為87.2%～102%。

2.6 樣品的測(cè)定

用此方法抽取某工業(yè)園區(qū)附近環(huán)境空氣，以0.5L/min采樣30L氣體樣，并且采集平行雙樣，1管加標(biāo)測(cè)定，其余3管作為樣品。待活性炭管解吸后進(jìn)樣分析，樣品和溶劑有良好的分離度。測(cè)得樣品中乙腈的濃度分別為0.045 mg/m3，0.042mg/m3，0.047mg/m3，加標(biāo)濃度為6.16μg/mL，如圖4和圖5。

圖4 其中一個(gè)樣品的色譜圖

圖5 樣品加標(biāo)的色譜圖

3 結(jié)論

通過以0.1L/min、0.5L/min、1.0L/min的流速采集5L樣品的比較，采樣流量在0.5L/min能夠得到最大的吸附效果，7次全程平行加標(biāo)測(cè)定得出的檢出限能夠達(dá)到0.005mg/m3,6次全程平行測(cè)定的精密度為5.4%，加標(biāo)回收率為87.2%～102%，精密度和回收率均良好，該方法適用于車間空氣和外界環(huán)境空氣中乙腈的測(cè)定。

[1] 莫家樂,方銘岳,何旭倫,等.頂空氣相色譜法測(cè)定水中乙腈、丙烯腈研究[J].廣東化工，2014,41(15):263-264.

[2] 姜燕,冷俊,戴源.氣相色譜法測(cè)定固體廢物中丙烯腈和乙腈的浸出毒性[J].廣州化工，2013,41(16):150-152.

[3] 趙尊行,孫衍華,薛玉平.高效液相色譜法測(cè)糖后的流動(dòng)相中乙腈的回收和純化[J].化學(xué)試劑,1997(3):180.

[4] 吳成,趙志強(qiáng).液相色譜質(zhì)譜測(cè)定中甲醇乙腈對(duì)農(nóng)藥響應(yīng)的影響[J].分析實(shí)驗(yàn)室,2015(6):711-716.

[5] 周洪柱,崔云彪.氣相色譜法測(cè)定乙腈廢水中乙腈含量[J].云南化工,2005,32(5):42-43.

[6] 全國職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì).GBZ160.68-2007工作場(chǎng)所空氣有毒物質(zhì)測(cè)定 腈類化合物[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

Astudyonthetestingmethodofsamplinganddeterminationmethodsofacetonitrileinambientair

Chen Shuai，Gao Fei，Zhao Yangyong
(Zhejiang Zhongtong Testing Technology Co.，Ltd.，Ningbo 315040，China)

Acetonitrile can be determined by gas chromatograph with DM-1 (30 m×0.25μm×0.32 mm), after being pretreated using activated carbon adsorption and acetone desorption. The results show that good linear correlation of acetonitrile is obtained within the concentration range of 5.4～540 mg/L, whereas r value is 0.9990; spike recovery rate is within the range from 87.2% to 102%; and RSD is 5.4%. When the sampling volume is 30 L, flowing rate is 0.5 L/min, desorption fluid volume is 1.0 mL, intake sample volume is 1.0 μL, lowest detection limit for acetonitrile concentration is 0.005 mg/m3.

gas chromatography; acetonitrile; ambient air

X830

A

2017-05-05； 2017-09-18修回

陳帥(1989-)，男，本科，從事環(huán)境檢測(cè)工作。E-mail: 1075310311@qq.com