工作場所氣體中有害物質的氣相色譜-質譜快速測定法

蘇希鵬 楊 琳 劉冰冰 葉 飛

(1.北京市安全生產科學技術研究院，北京 100070 ；2.北京市安全生產技術服務中心，北京 100070)

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工作場所氣體中有害物質的氣相色譜-質譜快速測定法

蘇希鵬1,2楊 琳1劉冰冰1葉 飛1

(1.北京市安全生產科學技術研究院，北京 100070 ；2.北京市安全生產技術服務中心，北京 100070)

提出了用氣質聯用儀測定工作場所氣體中有害物質的檢測方法。對色譜條件進行優化，選擇Agilent HP-5MS色譜柱進行分離，柱流速1mL/min，運行時間24min。所測22種物質在0.1～0.5 μg/mL之間線性關系良好，相關系數均大于0.999，方法能夠快速準確的對工作場所常見的職業病危害因素進行定性分析。在危險復雜的突發事故場所快速定性，彌補了現有職業衛生國標檢測方法在氣質聯用技術上的缺失，充分發揮了GC-MS聯用技術具備的快速、簡便、準確等優點。

氣相色譜-質譜聯用儀 職業危害因素 工作場所氣體 快速測定

職業病危害因素是在職業活動中產生和(或)存在的、可能對職業人群健康、安全和作業能力造成不良影響的因素或條件，包括化學、物理、生物等因素[1]。通過查閱國家標準和相關文獻得知，現行的職業病危害檢測，主要使用氣相色譜儀進行定量檢測，這種檢測方法對于復雜樣品用標準物質法進行簡單定性，在多物質復雜環境下快速定性的能力較弱。因此，應用氣相色譜-質譜聯用技術對工作場所氣體進行檢測，具備較高的靈敏度和快速地定性方式，可以更有效地減少職業病的產生。

氣相色譜-質譜(GC-MS) 聯用技術被廣泛地應用于刑偵、食品、環境等方面[2-4]，但在人們生活水平日益提高，勞動者保護意識逐漸增強的今天，將氣質聯用技術應用在職業衛生檢測的領域還很有限。在河南開胸驗肺事件以來，職業病、職業健康被人們所關注，生產企業職工工作環境也備受關注，在這樣的大環境下對工作場所氣體中有害物質的檢測就更加重要。近年來，丙烯酸甲酯、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、三氯丙烷等易揮發化學物質引發的職業衛生中毒事故頻頻發生[5，6]，這些有機溶劑嚴重損傷了勞動者的身體健康[7]。

像一些汽車噴漆房、制藥車間、學校塑膠跑道等工作生活場所中使用大量有機原材料，有害物質成分復雜，部分物質的MSDS信息不完善，個別化合物如苯、異氰酸酯等毒性較高，有些是無色無味的不易發覺的危害物質，對操作者的健康影響極大。因此，復雜因素工作場所職業衛生定性檢測越來越受到人們重視。在參考多方文獻和國標的基礎上，本實驗對工作環境氣體中22種職業病危害因素進行了測定及方法優化，具有低試劑消耗、低檢出限、定性速度快、高靈敏度和精準度等優點，可滿足實際工作要求。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與裝置

實驗采用美國Agilent GC6890-5975B氣質聯用儀，Agilent 7683自動進樣器；MSD Chemstation工作站，色譜柱為Agilent HP-5MS，30 m × 0.25 mm × 0.25 μm;活性炭管：溶劑解吸型； QC-4S防爆大氣采樣泵(北京市勞動保護研究所)。

1.2 試劑

甲醇、異丙醇、乙酸乙烯酯、二氯乙烯、乙酸乙酯、四氫呋喃、苯、正丁醇、庚烷、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸丙脂、辛烷、四氯乙烯、乙酸丁酯、氯乙酸乙酯、對二甲苯、丙烯酸丁酯、三氯丙烷、對二氯苯、六氯乙烷、萘 (美國Chemservice公司，純度>99.5%)；二硫化碳(迪馬科技有限公司，色譜純)。

1.3 氣相色譜-質譜條件

氣相色譜條件如下：冷柱頭進樣，進樣量1 μL；進樣口溫度：150 ℃，柱溫30 ℃以3 ℃/min升至80℃,保持1 min；以10 ℃/min升至120 ℃，保持1 min；以15 ℃/min升至210 ℃，保持2 min；色譜柱流量1 mL/min，分流進樣，分流比20∶1。

質譜條件為：EI源能量：70 eV，離子源溫度：230 ℃，四級桿溫度：150 ℃，質量數范圍：15～500 amu；GC-MS接口溫度280 ℃，溶劑延遲0 min，扣除溶劑峰：1.62～1.66 min。

1.4 標準溶液配制

用質量法配制標準曲線溶液，取不同物質0.0100g左右(根據實際稱取量計算母液濃度)用二硫化碳稀釋至10.0 mL作為母液，從母液中分別取5.0、10.0、15.0、20.0、25.0μL用二硫化碳定容至5.0ml容量瓶中，分別得到各梯度濃度溶液[8]。

1.5 定性定量分析方法

根據與標準被測元素的相對保留時間對比和在NIST05譜庫中檢測對應的譜圖進行定性，根據提取離子色譜圖對目標化合物進行標準曲線法定量。

1.6 復雜工作場所采樣及測定

根據GB Z/T159-2004工作場所空氣中有害物質監測的采樣規范[9]進行采樣，在某品牌汽車4S店噴漆房操作位用QC-4S防爆大氣采樣儀進行長時間個體采樣，采樣流量50 mL/min采集時間2～8 h，用活性碳管采集。

樣品處理：將采過樣的前后兩段活性炭分別放入溶劑解吸瓶中，各加1.0 mL 二硫化碳，振搖后，解吸25 min。解吸液經過濾后放入色譜小瓶供測定[10]。

2 結果與討論

2.1 定性分析

通過圖1中質譜峰出峰時間與標準物質出峰時間作對比，出峰時間基本一致，在NIST05譜庫中檢索譜圖對比差異譜圖確定目標化合物，達到簡單定性的目的。

2.2 選擇離子檢測參數的設定

本方法先通過Scan全掃描的方式在m/z 12～500質量數的掃描寬度下確定所有化合物的保留時間、目標離子，再通過選擇離子掃描，編輯選擇離子參數，找到最優的選擇離子參數，對開始時間和駐留時間進行設置，達到在復雜樣品情況下能快速準確地找到目標化合物并進行定量(表1)。

表1 不同物質的色譜保留時間及選擇離子

2.3 線性范圍

如表2所有待測物質在實驗選定的范圍內(0～1μg/mL)均具備良好線性關系且相關系數r均大于0.999。選取空白樣品的3倍信噪比濃度作為最小檢出限，10倍信噪比作為最小定量限，都符合方法使用要求[11]。

表2 各物質標準曲線方程信息

續表2

2.4 準確度試驗

通過測定國家疾控中心生產的有證質量控制標準物質(碳管)，驗證方法的準確度，取不同濃度的質控樣品兩支，分別解析后采集兩次取平均算其加標回收率。

準確度測定結果均在質控樣品證書參考值范圍內，符合方法指標。

2.5 樣品測定

職業衛生場所中噴漆房屬于較為復雜的職業衛生監測場所，得到現場檢測結果如表3所示。

表3 采樣現場檢測結果

通過對本市某汽車4S店噴漆房采樣檢測證明，本方法可以對較為復雜的工作場所進行定性。

3 結論

本方法主要對選擇離子掃描的選擇離子參數設定進行優化調節，利用Agilent5975/6890氣相色譜-單四級桿質譜儀，建立了22種工作場所中有害因素同時進行分析的方法。該方法采用常用的Agilent HP-5MS毛細柱，優化檢測條件，提高了靈敏度，根據選擇離子，結合保留時間可對空氣場所中存在的職業病危害因素進行快速定性，避免其他類似有機物干擾，有效的解決了工作場所復雜環境檢測；該方法適用于復雜的職業病危害工作場所氣體檢測，可應用于實際工作場所檢測。

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[9] 中華人民共和國衛生部. 工作場所空氣中有害物質監測的采樣規范:GB Z159-2004[S]. 北京:人民衛生出版社, 2006:1-11.

[10] 中華人民共和國衛生部. 工作場所有毒物質測定多環芳香烴類化合物:GB Z/T 160.44-2004 [S]. 北京:人民衛生出版社, 2004: 1-3.

[11] 趙田甜, 李慧勇, 李焯原. 氣相色譜串聯質譜法測定洗滌劑中的7種人工合成麝香[J]. 分析儀器,2015，(3):1-4.

Quick detection of harmful factors in workplace gas by gas chromatography-quadrupole mass spectrometer.

Su Xipeng1,2, Yang Lin1, Liu Bingbing1, Ye Fei1

(1.BeijingAcademyofSafetyScienceandTechnology，Beijing100070，China;2.BeijingSafetyTechnologyServiceCenter,Beijing10070,China)

Agilent HP-5MS column was chosen to achieve the separation. The flow rate of column was 1mL/min and the running time was 24min. The 22 kinds of material concentration were 0.1-0.5μg/mL, the linear relationship was good and the correlation coefficient was >0.999. This method can make a quick and accurate qualitative analysis of the risk factors.

gas chromatography-quadrupole mass spectrometer；occupational hazards；workplace gas

蘇希鵬，男，1993年出生，本科，主要從事職業衛生檢測，E-mail：suxi00com@live.cn。

10.3936/j.issn.1001-232x.2016.06.004

2016-06-16