熱脫附-氣相色譜法檢測燃香中的16種揮發性有機物

摘要：文中主要使用T-C復合管富集TVOC有機物，經熱脫附（TD100-xr）解析，氣相色譜GC（FID）分離檢測，利用外標法定量16種揮發性有機物。經檢測16種揮發性有機物在濃度范圍50～2000ng/μL的相關系數為0.9988～0.9997，該方法檢出限范圍0.21～0.83μg/m3。混標為50ng/μL的加標回收率（n=6）為94.31%～106.94%，相對標準偏差（n=6）為1.96%～6.90%。該方法操作簡便，精密度及準確度好，適用于燃香產品中的16種揮發性有機物的檢測，通過對燃香產品進行檢測，比較燃香中9種VOCs和16種VOCs的組分權重變化并進行分析。

關鍵詞：16種揮發性有機物；TVOC；熱脫附-氣相色譜法；室內燃香

Determination of 16 Volatile Organic Compounds in Incense by Thermal Desorption-Gas Chromatography

ZENG Bihua

（National Quality Supervision and Inspection Center for Incense Products （Fujian）， Yongchun 362600，" Fujian， China）

Abstract： In this paper， TVOC was enriched by T-C composite pipes analyzed by thermal desorption （TD100-xr）， separated and detected by gas chromatography GC （FID）， and 16 kinds of volatile organic compounds were quantified by external standard method. The correlation coefficients of 16 volatile compounds were 0.9988～0.9997 with the concentration range of 50～2000ng/μL.The detection limit of the method was 0.21～0.83μg/m3. The recoveries of spiked samples were 94.31%～106.94% and the relative standard deviations （n=6） were 1.96%～6.90% with a mixed standard （n=6） of 50 ng/μL. The method is operable and accurate. It is suitable for the detection of 16 volatile organic compounds in incense products. Through the detection of burning incense products， to compare and analyse the compositional weight changes of 9 VOCs and 16 VOCs in burning incense.

Key Words： 16 volatile organic compounds; TVOC; Thermal desorption-gas chromatography; Indoor incense

0引言

中國的佛教用香是從漢唐時期開始，并發展出了中國香文化中獨特的香火觀念[1]。永春縣是四大制香基地之一，香產品種類達上千種，從傳統的宗教寺廟用香到生活用香，如功能香、養生香，煥發出香的新文化形式[2]。燃香具有居家養生、去除異味等功能，成為人們生活的一部分。人類室內活動、建筑裝修材料和日常生活用品均會產生揮發性有機物（VOCs）[3]，若在室內空氣不流通下燃香或者使用的香產品品質有問題、用量不合適，室內總揮發性有機物（TVOC）含量可能超出GB 50325-2020《民用建筑工程室內環境污染控制規范》[4]規定的限量值，長時間呆在這樣的空間內對人體有害，甚至可能致癌。這些揮發性有機物是熔點低于室溫，而沸點在50～260℃之間的揮發性有機化合物[5]，有刺激性氣味，容易發生光化學反應和氧化反應，導致環境污染，對人體產生危害。

為預防和控制民用建筑工程室內環境污染，建設部修訂GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》將室內TVOC的檢測種類從9種改為了16種，且對室內TVOC含量限制值進行修訂，提高對室內環境的要求。目前，燃香有害物質檢測依據是GB 26386-2011《燃香類產品安全通用技術條件》[6]和GB/T 26393-2011《燃香類產品有害物質測試方法》[7]，其中有害物質TVOC的檢測是9種。因此，文中依據新版的GB 50325-2020附錄E檢測室內燃香的16種VOCs，建立燃香16種揮發性有機物檢測方法，希望對燃香國家標準的修改提供參考。室內燃香的VOCs檢測尤為重要，能有效指導人們合理安全使用燃香產品。

1 實驗部分

1.1主要儀器與試劑

氣相色譜儀：安捷倫GC 7890B，具有氫火焰離子化檢測器（FID）；色譜柱：HP-5弱極性毛細管柱（30m×0.32mm×0.25μm），固定相為（5%苯基）甲基聚硅氧烷；熱解析儀：Markes TD100-xr；T-C復合吸附管（2，6-對苯基二苯醚多孔聚合物-石墨化炭黑-X復合吸附管）。

甲醇中16種VOCs混標2000mg/L（GB50325-2020）：正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、間對二甲苯、苯乙烯、鄰二甲苯、壬烷、異辛醇、正十一烷、正十四烷、正十六烷（批號：21090608，壇墨質檢科技股份有限公司）。

1.2 檢測方法

1.2.1 T-C復合吸附管活化條件

GB 50325-2020《民用建筑工程室內環境污染控制規范》中E.0.1中TVOC的檢測方法增加采用T-C復合吸附管，由于苯在Tenax-TA管中易穿透[8]，本實驗使用T-C復合吸附管采樣。老化新的T-C復合吸附管：用高純氮氣吹掃，程序升溫到100℃，1h；200℃，1h；300℃，1h；335℃，4h。日常老化T-C復合吸附管：程序升溫到100℃，15min；200℃，15min；300℃，15min；320℃，30min。老化完成后兩端用黃銅帽密封，保存于密閉的干燥器內或直接使用。老化好的吸附管使用之前，經氣相色譜分析并無檢出目標組分峰。

1.2.2 TD100-xr熱解析條件

聚焦管初始溫度：-20℃；吸附管脫附溫度：300℃；吸附管脫附時間：10min；聚焦管脫附溫度：300℃；聚焦管脫附時間：5min；分流比為2.0∶11.9∶23.8。

1.2.3氣相色譜條件

FID溫度285℃；柱箱溫度：初溫50℃，保持10min，以8℃/min的速度升溫至80℃，保持2min；6℃/min的速度升溫至100℃；20℃/min升溫至250℃，保持5min；色譜柱流速：1.3mL/min。

1.2.4 標曲的繪制

取16種甲醇中VOCs混標2000mg/L配置濃度梯度分別為：50、100、400、800、1200、2000ng/μL的混合標準溶液。用微量進樣針各取1μL分別注入T-C復合吸附管中，用59mL/min的高純氮氣吹掃5分鐘，制備含量分別為50～2000ng的標曲管，從低到高進入氣相分析并繪制標曲。

2分析結果與討論

2.1 16種VOCs混標氣相色譜圖

進行氣相色譜柱溫優化后檢測16種VOCs混標，色譜圖如圖1所示。標志為1-16的色譜峰分別是甲醇溶劑峰、正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、間對二甲苯、苯乙烯、鄰二甲苯、壬烷、異辛醇、正十一烷、正十四烷、正十六烷等組分峰。從圖1中可以看出色譜峰形良好，除了間二甲苯和對二甲苯峰（峰9）未分離，其他的峰得到較好的分離。

2.2 標準曲線及方法檢出限

在該實驗的條件下，將含有不同濃度混標的T-C復合管進行熱解吸與氣相分析，繪制濃度50～2000ng/μL范圍的濃度（ng/μL）- 峰面積（pA*s）曲線，相關系數在0.9988～0.9997內具有較好的相關性。配置估計方法檢出限的標液注入老化好的空白管中，平行測定7次，數據結果分析按照HJ 168-2010《環境監測分析方法標準制修訂技術導則》[9]第A.1條和相關文獻[10]，計算公式（1）如下所示，該方法檢出限為0.21～0.83μg/m3，16種組分的線性回歸方程和方法檢出限見表1。

式中：MDL為方法檢出限，mg/m3；n為樣品的平行測定次數；（n－1，0.99）為自由度為（n－1）時，置信度為99%時的分布；為樣品濃度值，mg/m3；為樣品測量峰面積的標準偏差，pA*s；為樣品測量峰面積的平均值，pA*s；采樣體積按101kPa，25℃條件下0.5L/min采樣40min，采樣體積為18.62L；n=7時，（6，0.99）=3.143。

2.3 方法精密度和加標回收率

取老化好的空白管注入50ng/μL的混標制作加標回收管，平行測定6次，分別計算各組分的RSD和加標回收率，數據分析見表2。該方法的精密度為1.96%～6.90%，加標回收率為94.31%～106.94%，符合16種目標組分的分析檢測需求。

2.4 燃香樣品檢測結果與討論

隨機檢測標識為沉艾燃香但香形不同的樣品，如線香、盤香、竹枝香，依據GB/T 26393-2011《燃香類產品有害物質測試方法》采樣方法，稱取樣品0.6±0.02g在5.83m3玻璃方箱中點燃，并以0.5L/min的速度采樣40min。氣相色譜分析采樣管的揮發性有機物，依據GB 50325-2020《民用建筑工程室內環境污染控制規范》附錄E.0.9計算方式求各組分的16種VOCs、TVOC含量，其中色譜圖中的未知峰以甲苯計，實驗數據結果見表3。可以得出，16種VOCs的濃度為0.466～0.636mg/m3，而TVOC濃度為4.603～4.763mg/m3，TVOC大大超出燃香標準規定限值。依據表3數據計算各組分權重，如表4所示，未知組分的平均權重88.60%，與涂永元等人9種TVOC檢測[11]一樣存在未知組分權重大，已知組分權重低的問題。在溫度50～260℃中，香燃燒機理復雜，產生的揮發性有機物等產物多樣，比如有苯系物、烷烴類、鹵烴類物質，未知組分對檢測TVOC影響很大。當未知組分的權重大時，都以甲苯計是不合理的。目前，在香燃燒產生的組分未能完全定性定量且依據環境與建筑相關標準檢測存在對象差異大的情況下，來衡量燃香檢測的結果顯然是不合適的，燃香有害物質的檢測可以結合燃香產生的主要有害物質進行分析檢測。

3 結論

采用氣相與熱脫附聯用方法可以用于檢測燃香燃燒產生的16種VOCs，該方法目標組分的檢出限是0.21～0.83μg/m3，各目標組分含量與峰面積具有良好的線性關系，相關系數為0.9988～0.9997，精密度為1.96%～6.90%，加標回收率為94.31%～106.94%。該方法操作簡單，準確度較高，對燃香樣品檢測具有良好的適用性。從對香的量到質的追求，人們對生活環境和身體健康的關注度越來越高。因此，通過室內燃香VOCs的檢測指導日常生活中合理安全使用香產品是非常重要的。建議消費者在室內燃香時，應該盡可能在通風的大空間使用。

參考文獻

[1]張珣.非物質文化遺產：民間信仰的香火觀念與進香儀式[J].民俗研究.2015（06）：5-12.

[2]金焱.閩南用香文化：消費時代的新傳統生活方式[D]."廈門大學，2017.

[3]楊寧貴.VOCs的成因及治理方法探究[J].環境與發展.2019，31（11）：16-17.

[4]民用建筑工程室內環境污染控制標準：GB 50325-2020[S].

[5]任彬彬.國內外VOC檢測方法及標準解讀[J].建材與裝飾.2017（43）：58-59.

[6]燃香類產品安全通用技術條件：GB 26386-2011[S].

[7]燃香類產品有害物質測試方法：GB/T 26393-2011[S].

[8]何小軍，楊玉華，李秀波，等. 35℃時TENAX-TA吸附劑對苯的吸附性能的研究[J].廣東建材.2008（08）："161-162.

[9]中國環境科學研究院，國家環境分析測試中心，江蘇省環境監測中心.環境監測.分析方法標準制修訂技術導則[S].

[10]江偉武.環境空氣檢測的方法檢出限探討[J].工程質量.2014，32（S2）：293-295.

[11]涂永元，康秀棠，尤龍杰，等.燃香類標準中TVOC測定法存在問題研究[J].中國測試.2016，42（09）："50-54.

收稿日期：2022-03-10

基金項目：國家市場監督管理總局科技計劃項目（2021MK051）

作者簡介：曾碧花，女，國家燃香類產品質量監督檢驗中心（福建），助理工程師，碩士