室內苯系污染物采樣和檢測方法及防治措施研究

白瑞芳

【摘要】本文介紹了苯系污染物的特性、主要來源（室內空氣）及危害，進而重點介紹了室內空氣中苯系污染物的檢測，包括采樣方法和檢測方法兩大部分，最后給出了具體的防治辦法。

【關鍵詞】苯系污染物；室內空氣；檢測；研究

Methods and prevention measures of sampling and testing of indoor pollutants BTEX

Bai Rui-fang

（Handan Municipal Environmental Monitoring Center Station Handan Hebei 056000）

【Abstract】This article describes the characteristics of benzene contamination， the main source （indoor air） and damage， and then focuses on the detection of benzene in indoor air pollutants， including sampling methods and detection methods into two parts， and finally given the specific prevention approach.

【Key words】Benzene contamination；Indoor air；Detection；Research

1. 苯系污染物

隨著經濟水平的不斷提高，房屋建筑已經成為人們生活中不可缺少的組成部分，室內空氣污染問題，尤其是苯系污染物問題，日益受到人們的重視。若想做好苯系污染物的防治，首先要了解它的特性、危害以及來源。

1.1 苯系污染物的特性。 苯系污染物，即苯、甲苯、乙苯以及二甲苯等一系列有機化合物的總稱。其中苯是一種液體，沸點為80℃，無色而且具有特殊芳香氣味；甲苯和二甲苯屬于苯的同系物，能和醇、醚、丙酮以及四氯化碳等物質實現良好互溶，但微溶于水[1]。

1.2 苯系污染物的危害。 苯系污染物易揮發、易致癌，在加上無色和散發芳香氣味的特點，容易讓人們對其失去戒心，在不知不覺中受到危害，因此專家將苯系污染物稱之為“芳香殺手”。[2]

苯系污染物的危害主要體現在下列幾個方面：（1）刺激接觸器官。苯系污染物對眼、呼吸道以及皮膚等器官具有較為強烈的刺激作用；（2）長期生活于苯系污染物超標的環境中，容易患上再生障礙性貧血；（3）對于育齡婦女而言，苯系污染物能夠引起一系列妊娠并發癥，使自然流產率增高，還有可能導致胎兒的先天性缺陷。

1.3 室內空氣中苯系污染物的主要來源。 室內空氣中，苯系污染物主要來源于油漆、橡膠、粘合劑、溶劑、添加劑以及涂料等。當前，隨著汽車數量不斷增多，含有多種苯系污染物的汽車尾氣被大量排放到空氣中，然后通過擴散及對流等方式進入到室內。這種情況也逐漸成為室內空氣中苯系污染物的又一主要來源。除此之外，吸煙、烹飪或者使用某些生活用品時，也會造成室內空氣中苯系污染物的增多。

2. 室內空氣中苯系污染物的檢測

2.1 采樣方法。

2.1.1 容器捕集法。 容器捕集法又被稱之為罐取樣法，在國外的應用較為廣泛。其中，summa罐取樣技術十分具有代表性，是美國國家環保局對苯系污染物進行采樣的標準方法。Summa罐原理是首先將自身抽成真空，然后采集空氣樣品，接著采用冷凝濃縮法進行富集，最后做GC分析。容器捕集法的優點在于能避免吸附采樣法中穿透、解吸時的損失，缺點在于經濟成本較大，有一定的操作難度，不利于推廣普及。[3]

2.1.2 固體吸附采樣法。 固體吸附采樣法是目前最為常見的一種采樣方法，不僅設備簡單、操作簡便，而且樣品能夠保存較長時間。常見的吸附劑種類有活性炭、Tenax、Carbotrap以及混合吸附劑等。采樣之后，利用溶劑解吸法或者熱解吸法，把苯系污染物由固體吸附劑轉移到氣相色譜上，從而完成測定。

2.1.3 固相微萃取法。 固相微萃取法不僅操作簡便，不使用有機溶劑，而且集采樣、萃取、濃縮及進樣于一體。相關裝置主要包括萃取頭與手柄兩大部分。采樣過程中，通過手柄把萃取頭推出，將其直接置于室內空氣之中，從而完成采樣。完成采樣后，將萃取頭旋進。分析操作時，把此裝置插入氣相色譜儀的進樣口，然后推出萃取頭，進行熱解吸，使苯系污染物最終隨著載氣進入到毛細管柱中，完成測定。

2.2 檢測方法。

2.2.1 氣相色譜法。 空氣中苯系污染物沸點比較低，而且呈氣態，因而常用氣相色譜法對其進行分析。使用氣相色譜法時，要特別注意色譜柱和檢測器的合理選擇。早期的色譜柱一般選用填充柱，現在常使用毛細管柱，因為它具有更好的分離效果。在檢測器方面，先后經歷了熱導檢測器、氫火焰離子化檢測器、光離子化檢測器。

近些年來，聯用技術，即樣品采集、前處理、測定一體化分析技術，在苯系污染物的檢測方法中得到了廣泛的應用。各實驗裝置的不同之處集中表現在樣品捕集和前處理裝置方面。操作簡單、快速高效、便于攜帶已經成為檢測裝置的一種發展趨勢。如Gong等人在檢測室內空氣中苯系污染物方面，實現了無需溶劑萃取熱吸附采樣裝置和氣相色譜的聯用。該實驗的創新之處在于一種針阱裝置的應用。將1000目碳分子篩填充于針阱裝置中，并充分利用其特殊形狀，完成對苯系污染物的穩定吸附，同時防止二次熱解析的發生。[4]

除此之外，對采集的苯系污染物先固相微萃取，然后再用氣相色譜檢測也是一種較為常用的檢測方法。近些年來，該種檢測方法致力于新型萃取頭及新型涂層的研發，從而提高它的富集倍數。endprint

2.2.2 離子遷移譜。 離子遷移譜是一種化學物質分析檢測技術，其原理和飛行時間質譜較為類似，通過測定離子遷移的時間或者距離，找出其中的差異，從而完成對離子的檢測與鑒別。該技術在鑒定痕量化合物結構方面具有非常高的靈敏度。另外，離子遷移譜技術在裝置構造方面要求簡單，不僅分析速度快，而且能在大氣壓力較大的環境下正常工作，因此其應用領域在不斷擴大。

離子遷移譜雖然具有分析速度快，成本低等優勢，但其缺點也是比較明顯的，如無法利用簡單的遷移去實現離子的分離，分辨率不高，檢測線性范圍較窄，如果污染物的組分比較復雜，則無法精確定性。以上種種缺陷限制了離子遷移譜技術的進一步發展。

2.2.3 液相色譜法。 液相色譜法的分離分析能力是非常強的，對80%的有機化合物都有效，因而應用范圍較為廣泛。近些年來，一些研究人員利用高效液相色譜法對室內空氣中苯系污染物進行測定，相關操作流程為，首先利用吸附劑完成吸附，然后利用萃取法獲得樣品，最后展開液相分析。相較氣相色譜法而言，高效液相色譜法能夠很好地完成間二甲苯與對二甲苯的分離，因而能夠非常準確地完成二者的定量，這是氣相色譜法難以實現的。

Andreu等人在獲取樣品的過程中，利用到了吸附性較強的活性炭、加壓流體萃取法以及把β-環糊精作為固定相測定室內空氣中苯系污染物的高效液相色譜法。對液相色譜法和氣相色譜法進行了充分的比較，發現二者在測定的準確度方面不相上下。液相色譜法在苯系污染物分離方面強于氣相色譜法，尤其是間二甲苯與對二甲苯的充分分離。另外，氣相色譜法在檢出限與分辨率方面則強于液相色譜法。[5]

2.2.4 其他方法。 除了上述介紹的一些常見的方法之外，近些年來還相繼出現了一系列其他的新型聯用技術。如Almasian等人在測定苯系污染物時，建立了一種等離子體輔助催化發光系統，將ZrO2催化發光納米材料作為吸附材料，經解析后進入自制裝置完成測定。該種方法能夠在低溫環境下進行，有效避免了基底催化反應的發生，在靈敏度方面較為令人滿意，最低檢出限可達20ng.mL^-1。Xing等人以介質阻擋放電為原理，研發出了一種新的石墨低溫等離子體——質譜裝置，該種裝置能夠測定氣相或者液相中的苯系污染物。在各方面條件最優情況下，將石墨電極作為吸附劑，完成吸附后便可直接使用該種裝置做解析和電離處理，最終測定了室內空氣中乙苯的含量，其檢出限低于25ng.mL^-1。以50ng為標準，相繼進行了11次試驗，得到的相對標準偏差為13.36%。

3. 防治辦法

苯系污染物的防治方法有以下幾種：（1）吸附法，即利用凈化劑提取、分離、富集室內空氣中的苯系污染物；（2）吸收法，即利用液態吸收劑去除混合氣體中的一種或者幾種氣體；（3）生物法，即利用微生物的一系列生命活動將苯系污染物轉換成簡單的無機物或者細胞物質；（4）光催化氧化，即利用光照使催化劑上的價電子發生躍遷，產生自由電子一空穴對，電子一空穴對通過擴散或空間電荷遷移和誘導，轉移到表面俘獲位置，在有機物分子或吸附的中間產物表面形成自由基，氧化吸附在催化劑表面的苯系污染物，使其成為無機物。

4. 結語

隨著檢測技術的不斷進步，新的檢測方法得以不斷涌現，并表現出以下趨勢：（1）開發自動化的聯用技術；（2）開發更加高效的便攜式分析儀器；（3）凈化劑的進一步利用。室內空氣質量和人們的生命健康密切相關，所以，加強室內空氣中苯系污染物的檢測是相當重要的，開發出更加簡便、快速、高效的空氣苯系污染物檢測方法具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1] 陳鳳云，張利平.室內空氣中苯系物和揮發性有機物檢測方法的實驗研究[J].天津科技，2011，（05）

[2] 孫毓國.室內污染物苯系物危害現狀及防治對策[J].北方環境，2012，（05）

[3] 程多松.室內空氣中苯濃度的測定方法比較[J].安徽建筑，2012，（03）

[4] 方美行.談室內空氣中苯的污染與檢測[J].企業科技與發展，2012，（18）

[5] 張衛國，林野.毛細管氣相色譜測定室內空氣中苯的分析誤差評價[J].中國衛生工程學，2012，（01）endprint

2.2.2 離子遷移譜。 離子遷移譜是一種化學物質分析檢測技術，其原理和飛行時間質譜較為類似，通過測定離子遷移的時間或者距離，找出其中的差異，從而完成對離子的檢測與鑒別。該技術在鑒定痕量化合物結構方面具有非常高的靈敏度。另外，離子遷移譜技術在裝置構造方面要求簡單，不僅分析速度快，而且能在大氣壓力較大的環境下正常工作，因此其應用領域在不斷擴大。

離子遷移譜雖然具有分析速度快，成本低等優勢，但其缺點也是比較明顯的，如無法利用簡單的遷移去實現離子的分離，分辨率不高，檢測線性范圍較窄，如果污染物的組分比較復雜，則無法精確定性。以上種種缺陷限制了離子遷移譜技術的進一步發展。

2.2.3 液相色譜法。 液相色譜法的分離分析能力是非常強的，對80%的有機化合物都有效，因而應用范圍較為廣泛。近些年來，一些研究人員利用高效液相色譜法對室內空氣中苯系污染物進行測定，相關操作流程為，首先利用吸附劑完成吸附，然后利用萃取法獲得樣品，最后展開液相分析。相較氣相色譜法而言，高效液相色譜法能夠很好地完成間二甲苯與對二甲苯的分離，因而能夠非常準確地完成二者的定量，這是氣相色譜法難以實現的。

Andreu等人在獲取樣品的過程中，利用到了吸附性較強的活性炭、加壓流體萃取法以及把β-環糊精作為固定相測定室內空氣中苯系污染物的高效液相色譜法。對液相色譜法和氣相色譜法進行了充分的比較，發現二者在測定的準確度方面不相上下。液相色譜法在苯系污染物分離方面強于氣相色譜法，尤其是間二甲苯與對二甲苯的充分分離。另外，氣相色譜法在檢出限與分辨率方面則強于液相色譜法。[5]

2.2.4 其他方法。 除了上述介紹的一些常見的方法之外，近些年來還相繼出現了一系列其他的新型聯用技術。如Almasian等人在測定苯系污染物時，建立了一種等離子體輔助催化發光系統，將ZrO2催化發光納米材料作為吸附材料，經解析后進入自制裝置完成測定。該種方法能夠在低溫環境下進行，有效避免了基底催化反應的發生，在靈敏度方面較為令人滿意，最低檢出限可達20ng.mL^-1。Xing等人以介質阻擋放電為原理，研發出了一種新的石墨低溫等離子體——質譜裝置，該種裝置能夠測定氣相或者液相中的苯系污染物。在各方面條件最優情況下，將石墨電極作為吸附劑，完成吸附后便可直接使用該種裝置做解析和電離處理，最終測定了室內空氣中乙苯的含量，其檢出限低于25ng.mL^-1。以50ng為標準，相繼進行了11次試驗，得到的相對標準偏差為13.36%。

3. 防治辦法

苯系污染物的防治方法有以下幾種：（1）吸附法，即利用凈化劑提取、分離、富集室內空氣中的苯系污染物；（2）吸收法，即利用液態吸收劑去除混合氣體中的一種或者幾種氣體；（3）生物法，即利用微生物的一系列生命活動將苯系污染物轉換成簡單的無機物或者細胞物質；（4）光催化氧化，即利用光照使催化劑上的價電子發生躍遷，產生自由電子一空穴對，電子一空穴對通過擴散或空間電荷遷移和誘導，轉移到表面俘獲位置，在有機物分子或吸附的中間產物表面形成自由基，氧化吸附在催化劑表面的苯系污染物，使其成為無機物。

4. 結語

隨著檢測技術的不斷進步，新的檢測方法得以不斷涌現，并表現出以下趨勢：（1）開發自動化的聯用技術；（2）開發更加高效的便攜式分析儀器；（3）凈化劑的進一步利用。室內空氣質量和人們的生命健康密切相關，所以，加強室內空氣中苯系污染物的檢測是相當重要的，開發出更加簡便、快速、高效的空氣苯系污染物檢測方法具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1] 陳鳳云，張利平.室內空氣中苯系物和揮發性有機物檢測方法的實驗研究[J].天津科技，2011，（05）

[2] 孫毓國.室內污染物苯系物危害現狀及防治對策[J].北方環境，2012，（05）

[3] 程多松.室內空氣中苯濃度的測定方法比較[J].安徽建筑，2012，（03）

[4] 方美行.談室內空氣中苯的污染與檢測[J].企業科技與發展，2012，（18）

[5] 張衛國，林野.毛細管氣相色譜測定室內空氣中苯的分析誤差評價[J].中國衛生工程學，2012，（01）endprint

2.2.2 離子遷移譜。 離子遷移譜是一種化學物質分析檢測技術，其原理和飛行時間質譜較為類似，通過測定離子遷移的時間或者距離，找出其中的差異，從而完成對離子的檢測與鑒別。該技術在鑒定痕量化合物結構方面具有非常高的靈敏度。另外，離子遷移譜技術在裝置構造方面要求簡單，不僅分析速度快，而且能在大氣壓力較大的環境下正常工作，因此其應用領域在不斷擴大。

離子遷移譜雖然具有分析速度快，成本低等優勢，但其缺點也是比較明顯的，如無法利用簡單的遷移去實現離子的分離，分辨率不高，檢測線性范圍較窄，如果污染物的組分比較復雜，則無法精確定性。以上種種缺陷限制了離子遷移譜技術的進一步發展。

2.2.3 液相色譜法。 液相色譜法的分離分析能力是非常強的，對80%的有機化合物都有效，因而應用范圍較為廣泛。近些年來，一些研究人員利用高效液相色譜法對室內空氣中苯系污染物進行測定，相關操作流程為，首先利用吸附劑完成吸附，然后利用萃取法獲得樣品，最后展開液相分析。相較氣相色譜法而言，高效液相色譜法能夠很好地完成間二甲苯與對二甲苯的分離，因而能夠非常準確地完成二者的定量，這是氣相色譜法難以實現的。

Andreu等人在獲取樣品的過程中，利用到了吸附性較強的活性炭、加壓流體萃取法以及把β-環糊精作為固定相測定室內空氣中苯系污染物的高效液相色譜法。對液相色譜法和氣相色譜法進行了充分的比較，發現二者在測定的準確度方面不相上下。液相色譜法在苯系污染物分離方面強于氣相色譜法，尤其是間二甲苯與對二甲苯的充分分離。另外，氣相色譜法在檢出限與分辨率方面則強于液相色譜法。[5]

2.2.4 其他方法。 除了上述介紹的一些常見的方法之外，近些年來還相繼出現了一系列其他的新型聯用技術。如Almasian等人在測定苯系污染物時，建立了一種等離子體輔助催化發光系統，將ZrO2催化發光納米材料作為吸附材料，經解析后進入自制裝置完成測定。該種方法能夠在低溫環境下進行，有效避免了基底催化反應的發生，在靈敏度方面較為令人滿意，最低檢出限可達20ng.mL^-1。Xing等人以介質阻擋放電為原理，研發出了一種新的石墨低溫等離子體——質譜裝置，該種裝置能夠測定氣相或者液相中的苯系污染物。在各方面條件最優情況下，將石墨電極作為吸附劑，完成吸附后便可直接使用該種裝置做解析和電離處理，最終測定了室內空氣中乙苯的含量，其檢出限低于25ng.mL^-1。以50ng為標準，相繼進行了11次試驗，得到的相對標準偏差為13.36%。

3. 防治辦法

苯系污染物的防治方法有以下幾種：（1）吸附法，即利用凈化劑提取、分離、富集室內空氣中的苯系污染物；（2）吸收法，即利用液態吸收劑去除混合氣體中的一種或者幾種氣體；（3）生物法，即利用微生物的一系列生命活動將苯系污染物轉換成簡單的無機物或者細胞物質；（4）光催化氧化，即利用光照使催化劑上的價電子發生躍遷，產生自由電子一空穴對，電子一空穴對通過擴散或空間電荷遷移和誘導，轉移到表面俘獲位置，在有機物分子或吸附的中間產物表面形成自由基，氧化吸附在催化劑表面的苯系污染物，使其成為無機物。

4. 結語

隨著檢測技術的不斷進步，新的檢測方法得以不斷涌現，并表現出以下趨勢：（1）開發自動化的聯用技術；（2）開發更加高效的便攜式分析儀器；（3）凈化劑的進一步利用。室內空氣質量和人們的生命健康密切相關，所以，加強室內空氣中苯系污染物的檢測是相當重要的，開發出更加簡便、快速、高效的空氣苯系污染物檢測方法具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1] 陳鳳云，張利平.室內空氣中苯系物和揮發性有機物檢測方法的實驗研究[J].天津科技，2011，（05）

[2] 孫毓國.室內污染物苯系物危害現狀及防治對策[J].北方環境，2012，（05）

[3] 程多松.室內空氣中苯濃度的測定方法比較[J].安徽建筑，2012，（03）

[4] 方美行.談室內空氣中苯的污染與檢測[J].企業科技與發展，2012，（18）

[5] 張衛國，林野.毛細管氣相色譜測定室內空氣中苯的分析誤差評價[J].中國衛生工程學，2012，（01）endprint