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直接进样-气相色谱法测定废气中丙烯酸酯类

2018-02-14沈莹周民锋朱月芳徐恒省孙欣阳

安徽农学通报 2018年23期
关键词:气相色谱法环境空气

沈莹 周民锋 朱月芳 徐恒省 孙欣阳

摘  要:目的:建立废气中6种丙烯酸酯类的气相色谱法的测定方法。结果:6种丙烯酸酯类在0.5~20mg/kg范围内线性关系良好,相关系数均大于0.995,方法检出限为0.6~2.0μg/m3。各组分平均空白加标回收率范围为87.8%~127%,测定结果的相对标准偏差为3.0%~7.3%(n=6)。结论:该方法样品处理简单,精密度与准确度高,检出限低,抗干扰。

关键词:丙烯酸酯类;气相色谱法;环境空气

中图分类号 X832 文献标识码 A   文章编号 1007-7731(2018)23-0112-03

Abstact:Object:Desorption gas chromatography method to determination of acrylic esters in waste air was developed.Result:Six compounds show good Linear regression in range from 0.5 to 20mg/kg. Method:Detection Limit ranged from 0.6~2.0μg·m 3.The recovery rate of spiked sample ranges from 87.8% to 127% and RSD is 3.0~7.3%(n=6). Conclusion. The proposed method is of good accuracy,high repeatability,precision and Less interferences from impurities,which is benefit for expanding.

Key words:Acrylic esters;Gas chromatography;Waste air

丙烯酸酯类一般为无色透明液体,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,主要用作有机中间体及合成高分子的单体。丙烯酸酯类物质一般具有易挥发性,有特殊性气味(或臭味)等特点,近年来广泛应用于树脂、涂料、胶黏剂、纺织和纤维、造纸、塑料、皮革和橡胶等诸多领域。由于其使用广泛,且具有一定的恶臭性质和毒性,环境中丙烯酸酯类的污染日益受到重视,其中,丙烯酸甲酯属于全身性毒物,并具有一定的生殖毒性;丙烯酸乙酯被國际肿瘤研究机构定为2B类致癌物;甲基丙烯酸甲酯在空气中能发生光化学反应形成臭氧[1,2]。因此,制定环境空气和废气中的丙烯酸酯类测定方法,准确测定其含量,为环境管理部门提供技术依据,对环境保护工作具有重要意义。

国内近年来对丙烯酸酯类也有一些研究[3-5],但对废气中丙烯酸酯类化合物的研究较少,最常用的分析方法是活性炭吸附-溶剂解析、气相色谱法检测。在实际监测中,由于废气中含水量较大,导致活性碳吸附效果降低,使丙烯酸酯类化合物的回收率较低。为此,本实验建立了气袋采集-直接进样气相色谱法测定废气中丙烯酸酯类化合物的方法,具有样品处理简单、抗干扰能力强等优点。

1 材料与方法

1.1 仪器 气相色谱质谱联用仪(7890A):美国安捷伦公司;色谱柱:DB-624 60m-0.32mm*1.8μm;动态稀释系统;真空箱;气袋:聚氟乙烯(PVF)。

1.2 标准物质和试剂 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等6种气体标准使用高压罐储存的气体标准,符合国家标准或国际权威机构认证的标准且在有效期内使用。

1.3 样品的采集与保存 将气袋与采样装置相连,检查采样系统的气密性,通过采样装置采集2L气体左右。采样结束后,取下气袋,放入避光的容器内保存。按照实验条件进行分析[6]。

1.4 气相色谱条件 载气:氮气;载气流速:2.6mL/min(恒流模式);柱温:50℃(3min),10℃/min升温到160℃(0min),15℃/min升温到200℃保留5min;气化室温度:200℃;检测器(FID)温度:250℃;进样方式:分流进样;分流比:1∶1;氢气流量:40mL/min;空气流量:400mL/min;尾吹气:氮气,尾吹气流量:30mL/min。进样量:1.0μL。

2 结果与分析

2.1 色谱条件优化 针对丙烯酸酯类的分离,筛选了多种常见的色谱柱。使用中等极性DB-624柱时,6种丙烯酸酯类物质分离效果理想且峰型最佳,但是30m的DB-624柱不能与苯系物完全分离。故选择DB-624(60m×0.32mm×1.8μm)为测定的色谱柱。

2.2 气袋的保存试验 实验室采用测定装有10.0 μmol/mol标准气的气袋保存8h、16h和24h后的回收率,计算回收率,结果见表1。样品应在采样后24h以内进行分析。

2.3 校准曲线的绘制 实验室使用气体稀释系统配置了6个浓度水平的混合标准气体系列:0.50、1.00、2.00、5.00、10.0和20.0μmol/mol。分别取1.0mL气体注入气相色谱,以目标化合物浓度(μmol/mol)为横坐标,对应的响应值为纵坐标,绘制校准曲线。由表2可知,丙烯酸酯类各化合物的相关系数均大于0.995,线性良好。

2.4 精密度和准确度试验 实验室内分别对低、中和高3种浓度的空白加标样品进行6次平行测定,考察方法精密度和准确度。实验室内各组分相对标准偏差分别为6.0%~7.3%、5.7%~6.3%和3.0%~5.3%;加标回收率分别为87.8%~127%、99%~103%和101%~106%(表3)。

2.5 检出限和测定下限 制备7份加标量为0.500 μmol/mol的空气加标样品并进行分析。计算7次平行测定的标准偏差和方法检出限。按公式MDL=t(n?1,0.99)×S计算检出限。6种目标物的方法检出限和测定下限见表4。

2.6 实际样品的测定 某公司生产丙烯酸类树脂,主要原材料中包含丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。尾气经冷凝收集、碱洗和活性炭吸附后排放。在该公司采集了有组织废气进行分析,并进行加标,加标浓度为6.67μmol/mol,结果见表5。

3 结论

本实验建立了气袋采集-直接进样气相色谱法测定废气中丙烯酸酯类化合物的方法,可同时测定环境空气中丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等6种丙烯酸酯化合物。经过精密度、回收率和检出限测试,均取得了较为满意的结果。该检测方法前处理简单、精密度高、检出限满足环保部门监测管理需求,适合于环境监测部门对废气中丙烯酸酯化合物的分析工作。

参考文献

[1]顾海东,史永松.气相色谱法测定大气中的丙烯酸及其酯类化合物[J]. 化学分析计量,2002,11(1):28-29.

[2]周民锋,朱月芳,秦宏兵等气相色谱法测定环境空气中的丙烯酸酯类[J].化学分析计量,2016,25(3):37-38.

[3]吴鹏,繆建洋.气相色谱法同时测定空气、废气中4中丙烯酸酯[J].化学分析计量,2006,15(3):57-58.

[4]刘峰磊,刘峰,王逸虹.大气中甲基丙烯酸甲酯的气相色谱法[J].环境监测管理与技术,1996,8(2):24-25.

[5]王美飞,李阳,胡恩宇,等.气相色谱法测定气体样品中丙烯酸甲酯[J].环境监测管理与技术,2015,27(3):56-58.

[6]HJ732-2014 固定污染源废气 挥发性有机物的采样 气袋法[S].

(责编:张宏民)

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