吹扫捕集—气相色谱/质谱法快速测定白厚漆中的苯系物

冯 硕

(核工业北京地质研究院，北京 100029)

苯系物(benzenes)是常见的易挥发单环芳香烃类化合物，包括苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯以及苯乙烯等，是目前公认的致癌物，甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯及苯乙烯等化合物在较低浓度下也对人类和生物造成不同程度的危害[1-3]。白厚漆又称铅油，是由干性植物油和白色颜料、体质颜料等研磨而成，主要用于自来水管等螺纹接口处的密封。白厚漆在使用过程中有一部分会长期暴露在环境空气中，一部分与水直接接触，其中的有害物质，如苯系物等会挥发到环境空气中，也会随自来水被人接触和饮用，因此，分析白厚漆中的苯系物，并建立苯系物的快速准确的分析方法有重要意义。

传统的苯系物检测方法主要是溶剂萃取法[4]、固相微萃取法[5]和顶空气相色谱法及质谱联用法[6]等。以上几种方法在测定水、土壤、空气及油漆等化工原料中的苯系物方面都取得了一定成果，但也具有一定局限性，如样品前处理过程复杂、溶剂需求量大、灵敏度低、精密度差等。吹扫捕集法是一种动态顶空技术，具有样品需求量少、富集效率高、受基体干扰小、灵敏度高等优势[7-9]，而气相色谱与质谱联用技术可以使成分分离和结构鉴定同时完成，是目前环境分析领域最常用、最有效的方法[10-12]。

试验采用吹扫捕集—气相色谱/质谱(PT-GC/MS)法，建立白厚漆中苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯及苯乙烯的定性和定量分析方法，以期为白厚漆中痕量苯系物的快速鉴定和定量分析提供可供参考的方法。

1 试验部分

1.1 仪器、试剂与材料

Clarus 600T型气相色谱/质谱联用仪，美国PerkinElmer公司，配有TELEDYNE Tekmar吹扫捕集装置；色谱柱，Elite-XLB玻璃毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，美国PerkinElmer公司。

市售白厚漆，产地分别为中国华北、华中、华东等地区；苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯、苯乙烯混合标准溶液，编号为120212-01，批号为270375，标准值为 1 mg/mL，美国o2si公司产品，购自上海安普实验科技股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1标准溶液的配制

取苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯、苯乙烯混合标准溶液1 mL，置于1 000 mL容量瓶中，加水定容至刻度，得到质量浓度为1 000 μg/L的混合标准中间溶液。另取100 mL容量瓶8个，分别准确加入混合标准中间溶液0.05、0.10、0.20、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mL，加水定容至刻度，得到质量浓度分别为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0 μg/L的标准系列溶液。

1.2.2样品溶液的制备

分别取不同产地白厚漆样品适量，置于蒸发皿中，在通风条件下自然干燥。准确称取干燥后的白厚漆0.01 g，加5%甲醇50 mL，置于100 mL广口瓶中，加盖，在50 ℃密封条件下超声2 h，提取液离心，取上清液，得样品溶液。

1.2.3吹扫捕集

采用张慧等[13]建立的方法并进行优化。吹扫捕集程序条件：吹扫氮气流速40 mL/min，吹扫时间11 min，解吸时间2 min，解吸温度250 ℃。

1.2.4GC-MS测定

采用DB-5玻璃毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，气相色谱升温程序：初始温度35 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min速度升至100 ℃，再以15 ℃/min速度升至200 ℃；进样口温度260 ℃，分流比20∶1；质谱分析采用电子轰击(EI)电离，载气流速1.0 mL/min，离子源温度260 ℃，辅助加热温度280 ℃，SIM扫描方式定量。

2 试验结果与讨论

2.1 白厚漆中苯系物的定性测定

分别取苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯、苯乙烯混合标准系列溶液和白厚漆样品溶液各5 mL，注入吹扫捕集装置进样口中，分别按试验方法进行吹扫捕集处理及气相色谱/质谱测定。8种苯系物对照品和样品的标准GC-MS图谱如图1所示。根据图1及特征离子信息[14]可以确定，苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及苯乙烯得到了较好分离。

图1 苯系物对照品和样品的标准GC-MS图谱

在SIM扫描方式下，各化合物的GC-MS测定结果见表1。

表1 苯系物的GC-MS测定结果

2.2 白厚漆中苯系物的定量分析

2.2.1分析方法的精密度、检出限和线性关系

取1 μg/L苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯、苯乙烯混合标准溶液，按试验方法进行吹扫捕集处理及气相色谱/质谱分析，重复测定6次，记录苯系物各色谱峰的保留时间和峰面积。结果表明：苯系物各色谱峰的保留时间RSD均低于0.23%，峰面积RSD均低于2.11%，说明该方法精密度良好。采用纯水进行全流程空白测定，重复测定10次，计算各苯系物峰面积的相对标准偏差，以3倍标准偏差计算方法检出限。8种苯系物的检出限均低于0.46 μg/L。

取苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、异丙苯、苯乙烯混合标准系列溶液，按试验方法进行吹扫捕集处理并进行气相色谱/质谱分析，记录苯系物的保留时间和峰面积值，以8种苯系物质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，进行线性回归分析。结果表明，8种苯系物在0.50～100 μg/L范围内呈良好的线性关系，相关系数均在0.995 5以上。

准确称取一定质量白厚漆样品，加入一定量苯系物混合标准溶液，按试验方法进行吹扫捕集处理及气相色谱/质谱测定，并计算回收率。结果表明，8种苯系物的回收率在95.2%～102.6%之间。

苯系物的线性关系、检出限及回收率见表2。

表2 苯系物的线性关系、检出限及回收率

2.2.2白厚漆样品的测定

取5份白厚漆样品溶液各5 mL，分别注入吹扫捕集装置进样口中，按试验方法进行吹扫捕集处理及气相色谱/质谱分析，记录峰面积，根据表2线性关系数据计算不同产地白厚漆中苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及苯乙烯含量，得到不同产地白厚漆中苯系物质量浓度。结果见表3。

表3 不同产地白厚漆中苯系物的测定结果

由表3看出：取自华北、华东1的样品中未检测到苯；华中、华东2的样品中未检测到异丙苯；华东1的样品中未检测到苯乙烯；除上述未检测到的部分苯系物外，五个产地的样品中其他苯系物质量浓度均在5.6～86.1 mg/L范围内。

3 结论

采用吹扫捕集—气相色谱/质谱法建立了白厚漆中的苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及苯乙烯等苯系物成分快速分析方法。方法具有样品前处理简单、干扰小、分离度好、灵敏度高、结果准确、重现性好等优势，可作为白厚漆中痕量苯系物的快速鉴定和定量分析方法。白厚漆中苯系物快速检测方法的建立对环境保护及人类健康有重要意义。

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