溶劑型涂料中苯系物測(cè)定方法的研究

王 艷 娟

(山西博奧建筑科研檢測(cè)有限公司，山西 太原 030025)

溶劑型涂料中苯系物測(cè)定方法的研究

王 艷 娟

(山西博奧建筑科研檢測(cè)有限公司，山西 太原 030025)

利用頂空氣—?dú)庀嗌V法對(duì)溶劑型涂料中苯系物進(jìn)行了測(cè)定，用保留時(shí)間定性，峰面積外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行了定量分析,通過(guò)氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)，50 m×0.32 mm×1.0 μm小口徑石英毛細(xì)管柱進(jìn)行樣品分離，采用了分流進(jìn)樣，并有尾吹氣裝置,指出該方法靈敏度高、精密度好、準(zhǔn)確度高，適用于溶劑型涂料中苯系物的測(cè)定。

頂空氣—?dú)庀嗌V法,苯系物,溶劑型涂料

0 引言

室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型涂料中含苯、甲苯、二甲苯和乙苯等有害人們健康的污染物，人們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)吸入高濃度的甲苯、二甲苯時(shí)，可出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻醉作用，輕者有頭暈、頭痛、惡心、胸悶、乏力、意識(shí)模糊，嚴(yán)重者可致昏迷以致呼吸、循環(huán)衰竭而死亡。如果長(zhǎng)期接觸一定濃度的甲苯、二甲苯會(huì)引起慢性中毒，可出現(xiàn)頭痛、失眠、精神萎靡、記憶力減退等神經(jīng)衰弱樣癥候群。長(zhǎng)期吸入甲苯、二甲苯均會(huì)對(duì)人體神經(jīng)中樞系統(tǒng)產(chǎn)生損害。苯化合物已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為強(qiáng)致癌物質(zhì)，必須控制其含量，

以確保人們的健康。

目前，室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型涂料中苯、甲苯+二甲苯+乙苯常用的分析方法有頂空氣—?dú)庀嗌V法和乙酸乙酯稀釋后直接進(jìn)樣氣相色譜法兩種方法。乙酸乙酯稀釋后直接進(jìn)樣氣相色譜法，由于溶劑型涂料成分復(fù)雜，用乙酸乙酯稀釋后形成乳濁液，不能直接進(jìn)入毛細(xì)管柱中進(jìn)行分離，因而不能進(jìn)行測(cè)定。本文采用頂空氣—?dú)庀嗌V法，將約0.200 0 g的樣品涂在已稱重的60 mL頂空瓶中的70 mm×20 mm的定量濾紙條上，蓋緊瓶蓋，放入40 ℃的恒溫箱中平衡4 h后，用氣密針抽取0.20 mL頂空氣直接進(jìn)入色譜柱中進(jìn)行色譜分析，用保留時(shí)間定性，用峰面積外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，本法具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、精密度好、準(zhǔn)確度好及不受干擾等優(yōu)點(diǎn)，適合室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型涂料中苯、甲苯+二甲苯+乙苯含量的測(cè)定。苯、甲苯+二甲苯+乙苯的最低檢出限分別為0.02 μg和0.36 μg，測(cè)定范圍分別為0.3 mg～1.8 mg和0.2 mg～5.0 mg。各標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)均在0.999以上。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原理

將樣品涂在已稱重的頂空瓶?jī)?nèi)的定量濾紙條上，稱重后放入40 ℃的恒溫箱中，平衡4 h后，用氣密針取0.20 mL頂空氣進(jìn)入色譜柱中進(jìn)行色譜分析，以保留時(shí)間定性，峰面積外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

氣相色譜儀:GC 9560氣相色譜儀(帶FID檢測(cè)器、分流裝置、尾吹氣裝置)。

非極性石英毛細(xì)管柱(DB-1美國(guó)進(jìn)口)：50 m×0.32 mm×1.0 μm，內(nèi)涂二甲基聚硅氧烷。

工作站浙大智達(dá)N2000軟件。

微量進(jìn)樣器：1 mL氣密針。10 μL微量進(jìn)樣器等。

頂空瓶：60 mL。

恒溫箱、高純氮?dú)?純度為99.999%)、氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器。

1.2.2 試劑

苯、甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯(單組分)標(biāo)準(zhǔn)溶液(色譜純)。

1.3 色譜條件

分流與尾吹，分流比1∶15，程序升溫，初溫50 ℃，保持5 min，升溫速率10 ℃/min，終止溫度250 ℃，保持1 min，載氣為高純氮?dú)?純度為99.999%)，氫氣為燃?xì)?，空氣為助燃?xì)?，流量氮?dú)?0 mL/min，氫氣30 mL/min，空氣300 mL/min。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

1)苯標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制見(jiàn)圖1。

取5支60 mL的頂空瓶，將濾紙條裝入頂空瓶后密封，用微量注射器吸取下列含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別注射在頂空瓶的濾紙條上，密封后放入40 ℃的恒溫箱內(nèi)平衡4 h后，用氣密針取0.20 mL頂空氣作氣相色譜分析，以峰面積為縱坐標(biāo)，分別以苯、甲苯、二甲苯、乙苯質(zhì)量的對(duì)數(shù)作橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

苯標(biāo)準(zhǔn)系列見(jiàn)表1。

表1 苯標(biāo)準(zhǔn)系列

2)苯系物標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制見(jiàn)圖2～圖5。苯系物標(biāo)準(zhǔn)系列見(jiàn)表2。

表2 苯系物標(biāo)準(zhǔn)系列

瓶號(hào)12345甲苯/μL0.2260.5771.1542.8845.768鄰二甲苯/μL0.2270.5681.1362.8405.681對(duì)二甲苯/μL0.2310.5761.1572.8935.786間二甲苯/μL0.2320.5811.1612.9035.807乙苯/μL0.2200.5771.1542.8845.768含量/mg0.200.501.002.505.00進(jìn)樣體積/mL0.200.200.200.200.20進(jìn)樣含量/μg0.66671.66673.33338.333316.6667注:進(jìn)樣含量的計(jì)算:μg=含量/μg60mL×0.2mL

1.5 樣品制備

取裝有濾紙條的頂空瓶稱重(精確到0.1 mg)，將約0.200 0 g的樣品涂在濾紙條上，擰緊瓶蓋后稱重(精確到0.1 mg)，兩次重量的差值為樣品質(zhì)量。將樣品置于40 ℃恒溫箱中平衡4 h，用氣密針取0.2 mL頂空氣作氣相色譜分析。

從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品的質(zhì)量，計(jì)算苯、甲苯+二甲苯+乙苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

其中，C1為試樣中苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；m1為被測(cè)樣品中苯的質(zhì)量，μg；w為樣品的質(zhì)量,g。

其中，C2為試樣中苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；m2為被測(cè)樣品中甲苯的質(zhì)量，μg；m3為被測(cè)樣品中二甲苯的質(zhì)量，μg；m4為被測(cè)樣品中乙苯的質(zhì)量，μg；w為樣品的質(zhì)量，g。

2 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

2.1 最低檢出限

檢出限為某特定分析方法的置信度內(nèi)可從樣品中檢出待測(cè)物質(zhì)的最小量或最小濃度。

筆者用濃度為5.0μg/mL的苯頂空瓶(苯標(biāo)準(zhǔn)曲線的第一個(gè)點(diǎn))，進(jìn)樣量分別為0.4mL，0.04mL，0.02mL，0.004mL，0.002mL，當(dāng)進(jìn)樣量為0.002mL時(shí)，未檢出，進(jìn)樣量為0.004mL時(shí)，最低檢出量為0.02μg，所以本方法苯的最低檢出量為0.02μg。

筆者用濃度為3.33μg/mL的甲苯+二甲苯+乙苯頂空瓶(標(biāo)準(zhǔn)曲線上第1點(diǎn))中的頂空氣進(jìn)樣，進(jìn)樣量分別為0.10mL，0.05mL，0.03mL，0.02mL。當(dāng)進(jìn)樣量為0.02mL時(shí)未檢出，進(jìn)樣量為0.03mL時(shí)，最低檢出量為0.36μg。

因此本方法甲苯+二甲苯+乙苯的最低檢出量為0.36μg。

2.2 精密度

分析方法的精密度是用該方法對(duì)某種試樣反復(fù)多次測(cè)量而得到的數(shù)據(jù)之間的重復(fù)程度，它是衡量分析結(jié)果好壞的一個(gè)相關(guān)尺度。筆者稱醇酸油漆0.200 0g5份，步驟同樣品制備。從5支頂空瓶中各取0.20mL進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 精密度檢驗(yàn)

2.3 準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度是反映此方法的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩者的綜合指標(biāo)，它決定著該分析方法的可靠性、準(zhǔn)確度，用絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差表示。

準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)方法可以用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)做回收率測(cè)定的辦法，測(cè)定的辦法來(lái)評(píng)價(jià)分析方法和測(cè)量系統(tǒng)誤差的準(zhǔn)確性。

苯、甲苯+二甲苯+乙苯，筆者用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和百分回收率測(cè)量的方法來(lái)評(píng)價(jià)該分析和測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

取2支60 mL的頂空瓶，將濾紙條放入頂空瓶?jī)?nèi)密封，用微量注射器吸取1.37 μg純苯溶液，涂在頂空瓶?jī)?nèi)的濾紙條上，苯的含量為1.20 mg，放入40 ℃恒溫箱內(nèi)平衡4 h后，取平衡后的苯頂空氣0.20 mL直接進(jìn)樣，進(jìn)行色譜分析。取甲苯2.884 μL,鄰二甲苯2.840 μL,對(duì)二甲苯2.893 μL,間二甲苯2.903 μL,乙苯2.884 μL，含量分別為2.50 mg，五種溶液量的和為12.5 mg，放入40 ℃恒溫箱中平衡4 h，取平衡后的頂空氣0.15 mL進(jìn)樣(應(yīng)取0.20 mL)，測(cè)量值見(jiàn)表4。

表4 準(zhǔn)確度檢驗(yàn)

苯：

絕對(duì)誤差=測(cè)量值-理論值(真值)=0.12 mg。

甲苯+二甲苯+乙苯：

絕對(duì)誤差=測(cè)量值-理論值(真值)=0.122 mg。

3 結(jié)語(yǔ)

用頂空氣—?dú)庀嗌V法測(cè)定室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型涂料中苯、甲苯+二甲苯+乙苯的測(cè)定，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，該方法的靈敏度高，苯的最低檢出量為0.02 μg，甲苯+二甲苯+乙苯的最低檢出限為0.36 μg。該方法的精密度好，稱醇酸油漆0.20 g時(shí)，進(jìn)樣量為0.20 mL，苯的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0%，甲苯+二甲苯+乙苯的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為11.3%，極差為0.1%。準(zhǔn)確度高，苯含量為1.20 mg時(shí)，相對(duì)誤差為9.6%，百分回收率為109.6%。甲苯+二甲苯+乙苯含量為1.25 mg時(shí)，相對(duì)誤差為9.6%，百分回收率為109.8%。

[1] GB 50325-2010，民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范[S].

[2] 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)[M].第2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994.

Research on measurement methods for benzene series in solvent based coating

WANG Yan-juan

(ShanxiBoaoArchitecturalScientificandTechnicalInspectionCo.,Ltd,Taiyuan030025,China)

The paper measures the benzene series in solvent based coating by adopting the headspace-gas chromatographic method, undertakes the quantitative analysis by using the retention time and external standard method, adopts the sample separation by the flame ionization detector (FID), 50 m×0.32 mm×1.0 μm small diameter quartz capillary column, adopts the split sampling and blower tail equipment, and points out the method has higher sensitivity, preciseness and accuracy, so it can be adopted in the measurement of the benzene series in solvent based coating.

headspace-gas chromatographic method, benzene series, solvent based coating

1009-6825(2014)22-0110-03

2014-05-13

王艷娟(1977- )，女，工程師

TU561

A