活性炭吸附檢測空氣中苯方法的溶劑影響及解決方法

黃錦鸞

（珠海市建設工程質量監測站，廣東 珠海 519000）

0 引言

在 GB 50325－2020《民用建筑工程室內環境污染控制標準》（以下簡稱“GB 50325－2020”）“附錄D 室內空氣中苯、甲苯、二甲苯的測定”“D.0.6”中關于苯的檢測規定“室溫下標準吸附管的制備時應采用一定濃度的苯標準氣體或標準溶液，從吸附管進氣口定量注入吸附管，制成苯含量為 0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.2 μg 的標準系列吸附管，同時應采用 100 mL/min 的氮氣通過吸附管，5 min 后取下并密封，作為吸附管標準吸附管。”［1］

在該標準方法中，作為苯的標準溶液，以甲醇或二硫化碳為溶劑較為合適，但由于活性炭吸附管的吸附力很強，大量溶劑被吸附管吸附，對后續實驗的結果有影響，可能有時影響很大，降低了標準曲線的準確性，從而降低了檢測的準確性。

本文通過實驗探討了消除溶劑對標準曲線的準確性影響的方法。因實驗分析時，新標準尚未發布，根據 GB 50325－2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》附錄 G 中 G.0.5 第 3 條規定制備了苯含量為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg的吸附管標準系列樣品。雖然濃度與 GB 50325－2020 稍有差異，但實驗的方法論證及結論適用于 GB 50325－2020。

1 實驗與分析

1.1 實驗方法

目前可以購買得到的苯的有證標準物質有：甲醇為溶劑的 10、100、1000 μg/mL 的苯標準溶液、二硫化碳為溶劑的 1 000 μg/mL 的苯標準溶液。

若以甲醇為溶劑，以5 μ L×1 0 μ g/m L、1 μL×100 μg/mL、5 μL×100 μg/mL、1 μL×1000 μg/mL、2 μL×1000 μg/mL 即可制備得到苯含量為 0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg 的標準吸附管。

表1 Tenax 吸附管制作參照標準曲線

表2 活性炭吸附管制作標準曲線（甲醇溶劑，溶液體積1～5 μL）

由于以 Tenax-A 為吸附劑的樣品管，以甲醇為溶劑的標準溶液，按上述標準方法制備吸附管標準樣品的話，絕大部分（99 % 以上）的溶劑被吹跑，溶劑對后續實驗的結果沒有影響，所以用其作為參照。解吸溫度為 300 ℃，平行 2 組實驗，制作 2 條標準曲線，結果如表 1 所示。

由表 1 可見，相關系數 r 大于 0.999，符合 HJ/T 167－2004《室內環境空氣質量監測技術規范》之“8.7 校準曲線 ”“校準曲線回歸的相關系數 r 大于 0.999 者為合格校準曲線”的規定。

1.2 結果與討論

1）以活性炭為吸附劑的樣品管，以甲醇為溶劑的標準溶液，按上述標準方法制備吸附管標準樣品。平行 2 組實驗，解吸溫度為 350 ℃，除解吸溫度外，其余色譜實驗條件與 Tenax-A 為吸附劑的參照組完全一樣（以下實驗同），制作 2 條標準曲線，結果如表 2 所示。

比較表 1 和表 2 的結果，表 2 列出的 2 條標準曲線的斜率嚴重偏小，其相關系數也不滿足大于 0.999 的要求，說明溶劑對標準曲線的結果有嚴重影響。

2）以活性炭為吸附劑的樣品管，以甲醇為溶劑的標準溶液，濃度為 1 000 μg/mL 的標準溶液為購買的有證標準物質，濃度為 50、100、500 μg/mL 的標準溶液以有證標準物質稀釋得到。以 1 μL×50 μg/mL、1 μL×100 μg/mL、1 μL×500 μg/mL、1 μL×1 000 μg/mL、2 μL×1 000 μg/mL制備得到苯含量為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg 的標準吸附管。平行 2 組實驗，解吸溫度為 350 ℃，制作 2 條標準曲線，結果如表 3 所示。

比較表 1 和表 3 的結果，表 3 列出的 2 條標準曲線的斜率偏小較嚴重，2 條標準曲線的相關系數滿足大于 0.999 的要求，說明溶劑對標準曲線的結果有較嚴重影響。

3）以活性炭為吸附劑的樣品管，以甲醇為溶劑的標準溶液，濃度為 1 000 μg/mL 的標準溶液為購買的有證標準物質，濃度為 50、100、500 μg/mL 的標準溶液以有證標準物質稀釋得到，濃度為 2 000 μg/mL 標準溶液為實驗室自配。以1 μL×50 μg/mL、1 μL×100 μg/mL、1 μL×500 μg/mL、1 μL×1 000 μg/mL、1 μL×2 000 μg/mL 制備得到苯含量為 0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg 的標準吸附管。平行 2 組實驗，解吸溫度為 350 ℃，制作 2 條標準曲線，結果如表 4 所示。

比較表 1 和表 4 的結果，表 4 列出的 2 條標準曲線的斜率偏小較嚴重，1 條標準曲線的相關系數不滿足大于 0.999 的要求，1 條標準曲線的相關系數滿足大于 0.999 的要求，說明溶劑對標準曲線的結果有嚴重影響。

表3 活性炭吸附管制作標準曲線（甲醇溶劑，溶液體積1～2 μL）

表4 活性炭吸附管制作標準曲線（甲醇溶劑，溶液體積1μL）

4）以活性炭為吸附劑的樣品管，標準溶液以二硫化碳為溶劑，濃度為 1 0 0 0 μ g/m L 的標準溶液為購買的有證標準物質，濃度為 5 0、10 0、5 0 0 μ g/m L 的標準溶液以有證標準物質稀釋得到。以 1 μ L×50 μ g/m L、1 μ L×10 0 μ g/m L、1 μ L×50 0 μg/m L、1 μ L×1 0 0 0 μg/m L、2 μL×1 000 μg/mL 制備得到苯含量為 0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg 的標準吸附管。平行 2 組實驗，解吸溫度為 350 ℃，制作 2 條標準曲線，結果如表 5 所示。

比較表 1 和表 5 的結果，表 5 列出的 2 條標準曲線的斜率偏小較嚴重，2 條標準曲線的相關系數均滿足大于 0.999 的要求，說明溶劑對標準曲線的結果有較嚴重影響。

5）以活性炭為吸附劑的樣品管，以二硫化碳為溶劑的標準溶液，濃度為 1 000 μg/mL 的標準溶液為購買的有證標準物質，濃度為50、100、500 μg/mL 的標準溶液以有證標準物質稀釋得到，濃度為2000 μg/mL 標準溶液為實驗室自配。以 1 μL×50 μg/mL、1 μL×100 μg/mL、1 μL×500 μg/mL、1 μL×1 000 μg/mL、1 μL×2 000 μg/mL制備得到苯含量為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg 的標準吸附管。平行 2 組實驗，解吸溫度為 350 ℃，制作 2 條標準曲線，結果如表 6 所示。

表5 活性炭吸附管制作標準曲線（二硫化碳溶劑，溶液體積 1～2 μL）

表6 活性炭吸附管制作標準曲線（二硫化碳溶劑，溶液體積 1 μL）

表7 活性炭吸附管制作標準曲線（甲醇溶劑，溶液體積1～5 μL，加熱吹氮氣）

比較表 1 和表 6 的結果，表 6 的 4 條標準曲線的斜率與表 1 的 2 條標準曲線的斜率相差不大；表 6 列出的 3 條標準曲線的相關系數滿足大于 0.999 的要求，1 條標準曲線的相關系數不滿足大于 0.999 的要求，說明溶劑峰對苯峰的峰面積影響不大，標準曲線的結果影響不大。可能是揮發性太強，取用標準溶液的濃度、體積易受影響，容易由于操作等其他因素造成對結果的穩定性造成影響。

6）以活性炭為吸附劑的樣品管，以甲醇為溶劑購買的有證標準溶液，將標準溶液5μL×10 μg/mL、1μL×100 μg/mL、5 μL×100 μg/mL、1μL×1 000 μg/mL、2 μL×1 000 μg/mL 加入的吸附管，同時用 100mL/min 的氮氣通過吸附管，5 min 后將吸附管溫度升高到 85 ℃，繼續用 100 mL/min 的氮氣通過吸附管，5min后取下并密封，制備得到苯含量為 0.05、0.1、0.5、1.0、2.0 μg 的吸附管標準系列樣品。按上述方法制備的吸附管標準樣品，絕大部分（99 % 以上）的溶劑被吹跑，溶劑對后續實驗的結果沒有影響。平行 4 組實驗，解吸溫度為 350 ℃，制作 4 條標準曲線，結果如表 7 所示。

比較表 1 和表 7 的結果，表 7 的 4 條標準曲線的斜率與表 1 的 2 條標準曲線的斜率相差不大；表 7 列出的 4 條標準曲線的相關系數全部滿足大于 0.999 的要求，說明上述結果穩定、可靠。吸附管加入標準溶液，同時用 100 mL/min 的氮氣通過吸附管 5 min，再將吸附管溫度升高到 85 ℃，繼續用 100 mL/min 的氮氣通過吸附管 5 min 的方法可以將絕大部分的溶劑吹跑，而該過程不會將苯吹跑。

2 結論

1）在本實驗條件下，每個標準樣品管在用 1 μL 甲醇時，溶劑對結果即有嚴重影響；用 1 μL 二硫化碳時溶劑對結果無影響，用 2 μL 二硫化碳時溶劑對結果有嚴重影響。

2）以甲醇為溶劑，每個標準樣品管在用 5 μL 溶劑以內，制作標準樣品管時，氮氣吹掃以后，再將吸附管溫度升高到 85 ℃，用 100 mL/min 的氮氣熱吹掃 5 min 的方法可以將絕大部分的溶劑吹散，而不會將苯吹散，該方法的結果穩定、可靠。Q