溶剂解析气相色谱法对工作场所空气中正己烷含量的测定

李姣(山西兴新安全生产技术服务有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

目前在印刷、粘胶配制、干洗、制鞋、电子、除污、植物油提取等多个生产生活领域中均运用了正己烷，属于直链烷烃，是一种有机溶剂，能够存在于人体内，具有高脂溶性、高挥发性的特征，在工作场所中对工人的身体健康产生了一定威胁，目前已经形成了关于正己烷的职业病，属于工作生产中的新出现的一种职业病类型。因此对工作场所进行正己烷的测量具有重要的现实意义，热解析-气相色谱法是传统的测量方式，运用过程中会受到热解析仪影响，难以达到理想的解析效果，二硫化碳解析的运用则效果良好，目前运用较为广泛，可达95.0%～104.4%解析效率、0.2μg/mL检出限。

1 工作场所正己烷含量测定实验

1.1 仪器和试剂

本次实验仪器选择日本岛津有限公司生产的日本岛津GC-17A具氢焰离子化检测器，选择10μL，25μL微量注射器，采用30m×0.53m的毛细管色谱柱DB-FFAP，运用10mL带盖比色管。实验仪器包括广州市新港化工有限公司生产的二硫化碳，在蒸馏之后，检测可见无杂质干扰峰，采用天津市津科精细化工研究所生产的正己烷色谱纯标样，该标样在20℃状态下，μL正己烷可得0.6603mg质量。

1.2 正己烷含量测定原理

此次实验进行过程中，通过活性碳管采集工作场所空气正己烷，采集之后对样品进行二硫化碳解析，进样处理，经色谱柱分离，对样品运用氢焰离子化检测器进行检测，结合保留时间定性，一般设置12小时，此时峰面积定量，可用于实验研究。

1.3 正己烷含量测定色谱条件

气相色谱法运用过程中，要求设置色谱条件，本次实验进行中，设置180℃气化室温度、50℃柱温、200℃检测器温度，毛细管色谱柱DB-FFAP参数设置为30m×0.53mm，设置5mL/min柱流量，运用FID检测器，设置1:10分流比。

1.4 绘制正己烷含量标准曲线

在10mL容量瓶之中加入5mL二硫化碳，设置15.0μL色谱纯正己烷标样，并以25μL微量注射器将二硫化碳加入进色谱纯正己烷标样之中，使用二硫化碳进行稀释直至刻度，得出其中的浓度为990.5μg/mL。在10mL容量瓶中分别添加1.0mL色谱纯正己烷标样、2.0mL色谱纯正己烷标样、5.0mL色谱纯正己烷标样。通过二硫化碳稀释直至刻度，设置1.0μL进样量，此时 得 出99.0μg/mL浓 度、198.1μg/mL浓 度、495.2μg/mL浓 度、990.5μg/mL浓度。

1.5 样品处理

实验完成之后，将采过样的活性碳放置于10mL比色管之中，促进其处理，他、并添加1.0mL二硫化碳完成解析工作，将管塞塞紧，振摇60s，在室温下静置半小时之后选取1.0μL样品进行分析，并对实验做空白对照。样品空白过程中，将正己烷样品放置放置于采样地点，不与采样器连接而进行样品采集，采用与样品采集其他全部一致的操作，以此作为空白样品，与空气样品进行对比。

1.6 正己烷含量测定计算公式

此次实验过程中运用的公式为：

式中：c为正己烷的浓度(μg/mL)；v为解析液的体积(mL)；C为空气中正己烷的浓度(mg/m3)；D为平均解析效率(%)；v为标准采样体积(L)；V为标准采样体积(L)。

2 工作场所正己烷含量测定结果与分析

2.1 正己烷测定色谱柱选择

结合工作场所的实验环境，本次实验中选用的色谱柱为弱极性毛细柱DB-17、极性毛细柱DB-WAX、非极性毛细柱DB-1、极性毛细柱DB-FFAP。弱极性柱与非极性柱在实验中容易在二硫化碳后出峰，二硫化碳溶剂在具体的运用过程中容易出现拖尾现象，由此使得难以达到良好的分离效果。因此此次研究过程中，采用DB-FFAP柱，极性柱的运用可达大于1.5分离度，能够在二硫化碳之前出峰，运用效果良好，见图1。

图1 标样色谱图

2.2 正己烷测定线性关系和检出限

本次研究得到的正己烷标准溶液线性状态良好，处于99.0～990.5μg/mL、区间内。构建回归方程，表示为：Y=1834.5X+7022.6, r=0.9996

在以采集3L空气样品的实验标准之下，得出0.2μg/mL检出限，计算可得最低检出浓度0.1mg/m3，见表1。

表1 正己烷标准系列测定结果

2.3 正己烷测定长、短时间采样效率

进行长时间采样，建立低浓度、中浓度、高浓度的正己烷样品，设置19.8mg/m3低浓度正己烷、59.4mg/m3中浓度正己烷、99.0mg/m3高浓度正己烷，流量设置为20mL/min、50mL/min、100mL/min，得出表2。采样流量最佳效率为100mL/min。

表2 长时间采样效率

进行短时间样品采样，建立低浓度、中浓度、高浓度的正己烷样品，设置79.2mg/m3低浓度正己烷、237.7mg/m3中浓度正己烷、396.1mg/m3高浓度正己烷，流量设置为50mL/min、100mL/min、200mL/min，得出表3。采样流量最佳效率为10mL/min。

表3 长时间采样效率

此次研究过程中，对样品进行干扰研究，结合正己烷的纯化生产工艺，研究中运用的常见干扰物质包括甲苯、间二甲苯、苯、对二甲苯、邻二甲苯，在本次的研究条件下与正己烷样品进行混合，在上述的研究条件下进行检测分析，结果显示能够有效分离，互相之间不构成干扰。进行正己烷样品稳定性试验，选取6支正己烷样品，在研究的第一天、第二天、第五天、第七天、第十天分别进行样品稳定性测试，具有良好稳定的判断标准为损失率＜5%。得出正己烷样品第一天稳定性14.5μg，第二天稳定性14.5μg，第五天稳定性14.1μg，第七天稳定性13.9μg，第十天稳定性13.6μg，显示正己烷样品在室温状态下能够保持7d。

2.4 正己烷测定精密度与重现性试验

本次研究中，对某一特定浓度下的正己烷标准液进行连续反复6次进样处理，为了优化研究，计算出相对标准偏差，运用正己烷峰面积积分完成计算，可得RSD=2.2%。

在活性碳管中分别添加低浓度正己烷标准液、高浓度正己烷标准液。每一个浓度下分别设置6管，在室温下放置12小时，运用1.0mL二硫化碳对溶液进行解析，通过正己烷峰面积积分数值得出相对标准偏差，最终得出两个RSD数值，分别为1.9%、3.1%。

2.5 开展解析效率试验

制作正己烷标准应用液，操作流程为在1.0mL二硫化碳中运用25μL微量注射器选取色谱纯正己烷标样20.0μL添加，混合二硫化碳与纯正己烷标样。

在未采过样的活性炭管中分别加入3.0μL、9.0μL的正己烷标准应用液，针对一个浓度制作3管，室温状态下放置12小时，将1.0mL二硫化碳加入溶液中进行解析。设置1.0mL二硫化碳容器，在其中分别加入3.0μL、9.0μL标准应用液，针对一个浓度制作3管，每一管分别进行2次1.0μL进样，并进行固体吸附剂管空白，完成之后得到95.0%～104.4%解析效率，见表4。

表4 解析效率试验结果

2.6 样品检测

本次实验研究过程中，结合国家标准物质中心，对选择的工作场所中采集的正己烷低设置低浓度、高浓度两个研究方式，最终得出的测定值处于标准值的不确定度区间。

3 结语

本次研究得到的正己烷标准溶液线性状态良好，处于99.0～990.5μg/mL、区间内。以采集3L空气样品的实验标准，得出0.2μg/mL检出限，计算可得最低检出浓度0.1mg/m3。运用正己烷峰面积积分完成计算，可得RSD=2.2%。通过正己烷峰面积积分数值得出相对标准偏差，最终得出两个RSD数值，分别为1.9%、3.1%。加入3.0μL、9.0μL标准应用液，得到95.0%～104.4%解析效率，采用DB-FFAP柱，极性柱的运用可达大于1.5分离度，能够在二硫化碳之前出峰，运用效果良好，本次研究结果对工作场所空气中正己烷运用的收集方式与测量方式较为简单、便捷、准确，测量得到的精度较高，具有较广的线性范围，重复性良好，对工作场所正己烷样品分析取得了良好的运用效果。