環境空氣中苯系物的檢測方法及治理探討

李晶晶

摘 要：苯系物的毒性和揮發性對人體有極大的危害，被世界衛生組織認為致癌物，對人體的血液、神經、生殖等系統有不同程度的危害。因此需要對空氣當中存在的苯系物做出嚴格的測試并進行有效的治理。目前針對苯系物的主要采樣方法有容器捕集法、固體吸附劑采樣法和固相微萃取法等，常用的分析方法有毛細管氣相色譜法、紅外吸收光譜法、氣體檢測管法、甲醛—硫酸分光光度法等

關鍵詞：環境空氣 苯系物 檢測方法

在空氣污染的物質當中，苯系物屬于一種相當重要的物質，如果長期生活在苯系物活躍的環境當中，在很大程度上就會形成致癌的影響，并且還可以引發人體的白血病等各種疑難雜癥。在此種情況下，就需要對環境空氣當中所含有的苯系物做出嚴格的測定，從而根據實際情況來制定出科學有效的措施，最終通過一系列措施來降低環境空氣當中苯系物的含量。

1.苯系物的采樣及預處理技術

1.1固體吸附劑采樣法。固體吸附采樣法是通過吸附原理，使用采樣泵將空氣樣品以一己知的流量通過此吸附管，空氣樣品中苯系物就被吸附管捕集濃縮，然后將吸附管加熱脫附或者通過溶劑解吸的方式，將苯系物解析出來，再進入氣相色譜儀分析測定。常見的固體吸附劑有活性炭、Tenax、Carbotrap、活性炭纖維和混合吸附劑等。這種方法操作簡便、設備簡單，是目前最廣泛的采樣方法。吸附法采集樣品后，再通過熱脫附或者溶劑解吸進入氣相色譜進行分析。

目前溶劑解吸和熱脫附使用的主要標準方法分別是HJ 584-2010《環境空氣 苯系物的測定 活性炭吸附-二硫化碳解吸-氣相色譜法》和HJ 583-2010《環境空氣 苯系物的測定 固體吸附熱脫附-氣相色譜法》。溶劑解吸法里加入1mlCS2輕輕振動后解吸，放置1小時后進入氣相色譜分析，另外需要對活性炭管進口段和出口段分別進行解吸，若采樣出口段濃度大于進口段25%，說明進口段活性炭已經達到飽和狀態，樣品無效，應重新采集。熱脫附是將吸附管連入熱脫附儀進行升溫，有機物在載氣的帶動下進入氣相色譜儀內進行分析。

CS2解吸法和熱脫附法各有優缺點。CS2解吸法采樣成本低，采樣體積較大，加標率和重現性較好，可以反復分析。但是受空氣中水蒸氣的干擾，影響活性炭的穿透和采樣效率，并且人工操作容易引起誤差。熱脫附法靈敏度高，自動化程度高，有機物易脫附，吸附管可以反復利用，并且避免了溶劑解吸中使用的有機溶劑，有利于保護實驗人員的健康和環境。但是該方法采樣體積小，對苯系物的吸附量沒有活性炭的吸附量大，只適合于低濃度下的廢氣和環境空氣。對于污染源中的苯系物，可使用活性炭進行采集。

雖然吸附劑對非揮發性物質具有很強的吸附性，但是它們的回收率仍然有限。另一方面，樣品中揮發性物質還會通過吸附劑而沒有被吸附濃縮。

1.2容器捕集法。其原理是通過預先抽成真空的蘇瑪罐，將樣品利用負壓吸入至蘇瑪罐內，再將樣品冷凝濃縮進行富集，最后進入氣相色譜儀分析。容器捕集法可以避免吸附劑的穿透、解吸時的損失，并且有良好的儲存穩定性，可以較長時間保存，但是只適合低濃度的采樣，高濃度的樣品容易造成罐的污染，成本高，操作較復雜。

1.3固相微萃取法。固相微萃取法（SPME））是近年來國際上興起的一項試樣分析前處理新技術，將采樣、萃取、濃縮和進樣于一體，根據有機物與溶劑之間“相似相熔”的原則，其原理是利用涂有固定相的熔融石英纖維的吸附作用，將有機物從空氣中萃取出來并逐漸富集，完成樣品的前處理過程。采樣結束后，將萃取頭插入氣相色譜儀的進樣口，利用氣相色譜儀的進樣口的高溫，吸附在萃取頭上的有機物就會在被熱解析并隨著載氣進入氣相色譜儀測定。

固相微萃取法快速、簡單且不需要使用有機溶劑，有良好的線性和靈敏度，但是需要專門的萃取器，纖維的使用壽命有限，要不停的更換，價格比較昂貴。

2、分析方法

2.1氣相色譜法。氣相色譜法GC具有高效能、高選擇性、高靈敏度、分析速度快和使用范圍廣泛等特點。它是以氣體作為流動相的柱色譜分離技術，由于被測物質各組分在不同兩相間分配系數存在微小差異，當兩相在載氣的帶動下作相對運動時，這些物質在兩相間進行反復多次的分配，從而使不同的組分得到分離。最后利用目標化合物在色譜圖上的保留時間定性，峰面積定量。

氣相色譜法測定苯系物最早的時候是采用熱導檢測器，但由于靈敏度低，現在已經被氫離子火焰檢測器FID取代。FID對幾乎所有的有機化合物均有響應，特別是對烴類靈敏度較高，是目前比較成熟的方法。

2.2氣相色譜質譜聯用法。質譜法是利用帶電粒子在磁場或電場中的運動規律，按質荷比實現分離分析，測定離子質量及強度分布，可以給出化合物的分子量、元素組成、分子式和分子結構信息。兼具了可以對未知的化合物進行定性分析，具有高分離能力和準確的定性能力，還能檢測尚未分離的色譜峰。GC-MS可以高效地測定組分中的各種類和濃度，具有較高的靈敏度。

2.3分光光度法。甲醛-硫酸分光光度法是在濃硫酸下，苯系物與甲醛生成黃棕色的二苯基甲烷聚合物，該有色化合物最大吸收波長為465nm，通過測定吸光度測定濃度，這種操作簡單，儀器操作方便。此種方法無需樣品前處理，步驟簡便。

2.4其他分析方法。紅外吸收光譜法是利用物質分子對紅外輻射的吸收得到相應的紅外光譜圖，大多數情況下一種有機物具有唯一的FTIR光譜圖，從而將不同的有機物區分開來，通過不同的紅外光譜圖進行定量分析。此種方法是一種快速、簡單的分析方法，適用于精密度要求不高并且需要快速判斷的情況。

3、苯系物的治理

室內苯系物的治理方法有光觸媒催化、物理吸附法以及通風等。光觸媒催化是一種新型高效的室內空氣治理材料，將光觸媒噴涂于材料表面或者將光觸媒空氣凈化設備中，使空氣有效接觸，分解為二氧化碳和水，達到治理的目的。物理吸附法主要使用活性炭吸收，活性炭具有較大的比表面積，對苯系物具有較大的吸附作用，但是由于活性炭具有飽和性，需要注意更換。另外隨著室內溫度的升高，會加強苯系物的釋放，注意室內環境的通風，與室外空氣良好交流，稀釋室內污染物的濃度，降低苯系物的濃度。

4、結語

苯污染問題越來越受到人們的關注，與人們的健康密切相關。應加強對苯系物的檢測方法和治理方法的研究，保障人們的身體健康。