氣相色譜法快速測定室內裝飾膠黏劑中三苯條件優化*

施 思，童 群，王潔屏，金丹娟，何 歡

（杭州市臨安生態環境監測站，浙江杭州 311300）

近年來，隨著人們對生活質量追求的不斷提高，住宅配套裝修己經在諸多城市盛行。與此同時，我國每年新裝房多達百萬計，裝飾材料用的粘合劑亦大量供應來滿足市場需求，這使得粘合劑中毒事件報道屢見不鮮，這主要歸因于粘合劑含有大量的有毒有害物質［1-2］。粘合劑中主要高威脅的污染物組分包括苯、甲苯、二甲苯等苯系物。人體高劑量暴露于該類有機物時，會出現皮膚過敏、呼吸道疾病、胃腸不適、神經紊亂等臨床癥狀，因此需要對這類苯系物污染物的暴露引起重視［3-4］。政府相關部門陸續頒布施行了相關國家標準，標準中確定了苯、甲苯和二甲苯在溶劑和水基溶液中的人體暴露風險閾值，及相應的苯系物分析方法［5］。然而在實際檢測分析中，標準規定的氣相色譜分析方法常出現檢測效率低、操作繁瑣等問題。因此針對這一問題，本研究以提高檢測效率及檢測精度為目標，對氣相色譜分析方法進行條件優化研究。

本文提出了一種可以高效快速測定室內裝飾裝修材料膠粘劑中三苯含量的氣相色譜法，能夠在很大程度上節省工作量，結果準確、誤差小。為了更準確、快速地測定室內裝修材料中三苯含量，對市售SBS膠、氯丁膠、丁苯膠、通用膠和聚氨酯膠樣品分別進行檢測，并通過設計實驗探究溶劑、色譜條件以及進樣條件等因素對測定結果的影響，以期為室內裝修材料膠黏劑中三苯的高效檢測提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器與材料

氣相色譜儀：美國安捷倫公司Agient 7890A，檢測器：氫火焰；色譜柱：BP-20CPWax52CB毛細管色譜柱(型號60mm×0.20mm，0.50μm)。苯、甲苯和二甲苯均為色譜純，武漢華翔科杰生物科技有限公司；乙酸乙酯，國藥集團化學試劑有限公司；各種廠商品牌膠粘劑：SBS膠、氯丁膠、丁苯膠、通用膠和聚氨酯膠，均為市購。

1.2 色譜條件

采用非分流的注入方式；柱溫在55℃下保持8min，隨后以15℃/min的速率上升至185℃保持7min；汽化溫度255℃；檢測器溫度280℃；載氣N2，氣流速度2.8mL/min。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準曲線繪制

以乙酸乙酯為溶劑，苯、甲苯、二甲苯標準儲備液用萬分位天平稱重待用。配置標準溶液：苯濃度分別為8.72、17.68、5.24、86.2、172.60 μg/mL；甲苯濃度分別為 9.15、17.89、35.61、91.55、181.47 μg/mL；二甲苯濃度分別為 8.92、17.63、34.67、88.24、174.83 μg/mL。以待測目標化合物出峰面積A為縱坐標，以相應目標待測物濃度ρ（μg/mL）為橫坐標擬合標準曲線。

1.3.2 樣品測定

取1.5～2.0 g（精確至0.1mg）各種粘合劑產品，用乙酸乙酯進行攪拌溶解定容于50mL容量瓶中。取1μL樣品測量其峰面積。其中苯、甲苯和二甲苯的質量濃度可以由標準曲線計算得出。

1.3.3 結果計算

根據式（1）計算待測試樣中三苯的含量：

式（1）中：X為樣品中目標化合物含量，μg/kg；ρt為目標化合物標準曲線中查得質量濃度，μg/mL；V為樣品溶液體積，mL；M為樣品質量，g；f為稀釋系數。

2 結果與討論

2.1 溶劑比選

人工合成膠粘劑通常會選用有機溶劑作為其溶劑，而這些有機溶劑往往為有毒有害物質［6-7］。不同溶劑比選結果如圖1所示。

圖1 不同有機溶劑的溶解度、分離信號、出峰時間比較Fig.1 Comparison of solubility, separation signal and peak time of different organic solvents

從圖1（a）中可以看出，最常被使用的丙酮對樣品的抽提效果反而較差，因此不適合作為樣品膠粘劑的溶劑。在圖1（b）中，雖然甲醇具有良好的粘合劑溶解度，但在實驗過程中會產生較強的信號峰，該信號峰不易與目標化合分離，容易干擾測定。在圖1（c）中，二甲基甲酰胺對粘合劑具有良好的溶解度，并且不容易干擾測定，但峰值保留時間過長［8］。綜合以上考慮，選擇溶解度較佳、對目標化合物干擾小的乙酸乙酯作為溶劑。

2.2 色譜條件優化

為確保低溫下各組目標化合物能夠有效分離，可選擇稍低于乙酸乙酯沸點的溫度進行測定。其中各目標化合物沸點：苯82℃，甲苯114℃，對二甲苯128℃，間二甲苯136℃，鄰二甲苯141℃。乙酸乙酯沸點98.2℃，處于苯與甲苯之間，同時，乙酸乙酯保留時間色譜峰位與目標值較為接近，如圖2所示。由于各類粘合劑中不含乙酸乙酯，從而使分離效果進一步提高。升溫速率5℃/min，載氣流量1.5mL/min，可使乙酸乙酯和苯完全分離。

圖2 苯、甲苯、二甲苯和乙酸乙酯的氣相色譜圖Fig.2 Gas chromatograms of benzene, toluene, xylene and ethyl acetate

2.3 進樣條件的選擇

當采用自動進樣模式時，自動進樣誤差率為5.5%，遠低于手動進樣，實驗誤差顯著減少。對于本次實驗所用的粘合劑待檢樣品，為使數據誤差最小化，本實驗用儀器自動進樣模式代替手動進樣。

2.4 標準曲線方程和檢出限

以目標化合物峰面積A為縱坐標Y，以相應濃度ρ(μg/mL)為橫坐標X，繪制標準曲線。其中苯在8.62～173.50 μg/mL、甲苯在9.07～181.33 μg/mL以及二甲苯在 8.82～174.98 μg/mL范圍內線性關系良好。經線性擬合后，苯的回歸方程為Y=1.34X+1.06，r=0.999；甲苯回歸方程為Y=1.21X+ 0.34，r=0.999；二甲苯的回歸方程為Y=1.03X+0.18，r= 0.999。苯、甲苯、二甲苯的檢出限均為 0.20μg/mL。

2.5 精密度

將高低兩種濃度的苯、甲苯和二甲苯的標準溶液各吸取1μL，重復進樣6次，計算測定結果的RSD。由計算結果得出兩種濃度的相對標準差為1.36%～2.35%。

表1 精密度試驗結果(n=6)Table 1 Precision test results(n=6)

2.6 準確度

取4份粘合劑樣品，每份300mg，加入100mL容量瓶中。將0.5、2.5、5.0 mL單標準儲備液加入其中3份，第4份為本底值樣品溶液。用乙酸乙酯定容并測定樣品溶液和標準溶液，計算苯、甲苯、二甲苯的標準回收率。測定結果見表2，苯、甲苯和二甲苯的回收率分別為90.82%～99.18%、98.48%～101.44%和97.85%～101.37%，均符合加標回收率80%～120%的要求。

表2 方法回收率實驗Table 2 Methods recovery experiment

2.7 實樣測試

使用本研究所建立的方法對市售5種品牌，SBS膠、氯丁膠、丁苯膠、通用膠和聚氨酯膠中三苯含量進行檢測，并與國家強制性標準《室內裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質限量標準》(GB 18583-2008)膠粘劑中有害物質限量進行對比。從表3中可以看出，5種膠粘劑中均能檢出苯、甲苯和二甲苯，其中僅有丁苯膠的苯含量超過標準限值，其他樣品并未超標，表明市面流通的SBS膠、氯丁膠、通用膠和聚氨酯膠中對苯、甲苯、二甲苯污染物控制較好。

表3 5種樣品中苯、甲苯、二甲苯的檢測結果Table 3 Test results of benzene, toluene and xylene in 5 samples

3 結論

優化并建立了氣相色譜法快速測定室內裝飾膠黏劑中苯、甲苯和二甲苯的測定參數。選用乙酸乙酯作為樣品溶劑，色譜柱升溫速率5℃/min，柱流量調節為1.5mL/min，方法檢出限為0.20μg/mL，相關系數r=0.999，相對標準偏差RSD為1.36%～2.35%(n=6)，各濃度梯度加標回收率均在80%～120%范圍內。由實際檢測結果可知，市售SBS膠、氯丁膠、丁苯膠、通用膠和聚氨酯膠樣品中均能檢出苯、甲苯、二甲苯，而僅有丁苯膠的苯含量超過標準限值。

本文氣相色譜法快速測定裝飾材料粘合劑中苯、甲苯、二甲苯具有較高的準確度和精密度，簡單高效且節省實驗溶劑，可最大限度減少雜質干擾，使用該方法具有操作簡單、分離效果好、檢測限低等優點，具有推廣應用價值。