环境空气中苯系物的测定

2018-07-19谢一民杨惠琳

石油化工应用 2018年6期

张娟，谢一民，杨惠琳

（1.宁夏宝塔化工中心实验室（有限公司），宁夏银川 750002；2.宁夏煤化工检测重点实验室，宁夏银川 750002；3.宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司，宁夏银川 750002）

近些年来，随着化工行业的迅速发展，进入大气中的挥发性有机物（VOCs）越来越多，VOCs已经被视作继粉尘之后的第二大类量大面广的大气污染物质，目前已受到越来越多的国内外学者的广泛关注。苯系物作为VOCs中最重要、含量最高、毒性最大的一类物质，通常包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等[1-4]。它主要来源于汽车尾气、各种化工原料加工和使用过程以及木材、烟草等有机物不完全燃烧、植物的自然排放物，是化工、石油、制药、印刷、喷涂等行业排放的最常见的污染物，其中汽车尾气对苯系物贡献很大，有研究表明大气中来自于汽车尾气的苯系物约占80%[5-11]。苯系物对环境的危害很大，同时苯是强致癌物质，通过呼吸道、消化道、皮肤进入人体，对人体健康造成很大的威胁[12-15]。因此，苯系物对大气的污染与防治须引起人们的关注。

随着银川市工业化进程的加快，环境空气污染问题也日渐突出，频繁的大范围雾霾天气更是提醒我们空气污染已经近在眼前。大气中苯系物的污染控制与防治研究已经迫在眉睫。银川市永宁县周边有很多大型化工厂，如伊品生物发酵厂、紫荆花造纸厂、泰瑞制药厂、启元制药厂等，长年向空气中排放有刺鼻性气味的气体，严重影响银川市周边环境质量以及附近居住人们的生活。

银川大学校址正处于伊品生物发酵厂和紫荆花造纸厂下风向5 km以内。本研究拟选取永宁县银川大学为采样点，对大气中的苯系物进行监测，期望通过数据分析，得出银川大学大气中苯系物的污染水平和浓度变化特征，所获结论可为永宁县大气污染防治提供有效数据，为永宁县环境空气质量改善提供依据，同时也为其他城市的相关研究提供一定的参考资料，具有重要的科学意义和应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器设备：湖北方圆FYGC-2000A（FID检测器）；青岛众瑞ZR-3920环境空气颗粒物综合采样器；活性炭吸附采样管（15 cm×0.5 cm）；微量进样针1 μL～10 μL。

试剂：苯系物混标溶液0.05 mg/mL。

1.2 试验方法

1.2.1 采样点和采样周期的确定以银川大学图书馆为中心，选择东、南、西、北4个方位作为采样点，并确定了采样周期和频次（见表1）。

表1 监测点位和采样周期

1.2.2 监测分析方法及条件本研究利用大气采样器将环境空气吸附于活性炭采样管中，采用固体吸附/热脱附-气相色谱法分析环境空气中的苯系物，色谱条件（见表 2）。

表2 色谱条件

1.2.3 样品采集按照上述采样周期和频次，设置大气采样器流量0.5 L/min，采样时间为20 min，采样高度为1.2 m，在采样点采集空气样品和空白样品，同时记录环境温度和大气压，采样结束后，使用聚乙烯帽将两端密封，带回实验室避光冷藏保存，待测。

1.2.4 标准曲线测定分别移取 0.2 μL、0.5 μL、1 μL、2 μL浓度为0.05 mg/mL的苯系物混合标准溶液进行吸附/热解析，通过气相色谱进行分析，以浓度和峰面积作图。

1.2.5 样品的测定取出冷藏的采集好的采样管，放置室温中待用。将样品进行热解析后，通过气相色谱分析，得到样品中苯系物的浓度分布，浓度为小时均值。

2 结果与讨论

2.1 苯系物定性与定量分析

采用标准样品保留时间定性，用外标法定量。苯系物的标准样品色谱图（见图1）。

2.2 银川大学环境空气中苯系物的污染水平

2.2.1 苯系物浓度的空间分布笔者于2018年4月18日至4月20日在1#、2#、3#、4#点位连续采样3 d，每天4次，时间段选在08时、12时、16时、20时，样品的检测结果（见表3）。

由表3可知，每个样品均可定量检测出苯、甲苯、乙苯、对（间）二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯。4个点位苯系物的浓度都未超标，且浓度较低，苯系物浓度分布呈现不同的结果，浓度范围在 0.038 μg/m3～5.27 μg/m3，各采样点苯系物浓度大小关系为：1#＞4#＞2#＞3#，可能是因为选择的点位与附近化工厂的距离不同造成苯系物浓度的大小差异。

2.2.2 苯系物浓度的时间分布苯系物浓度在相同点位随时间变化图（见图2）。