卫生香燃香过程中总挥发性有机物的测定分析

＊陈金凤

（国家燃香类产品质量监督检验中心 福建 362600）

在传统文化的影响下，我国仍保持着拜佛、拜祖的习俗。随着香道行业的发展，人们对卫生香的要求越来越高。但是，卫生香产品的过度燃烧会产生大量的苯、甲苯、甲醛等有害物质，在短期内会引起头痛、恶心、过敏等令人不快的症状，从而致癌。为了确保卫生香燃香的质量，卫生香燃香的活动受国家标准《条件》和《方法》的约束，定义了一般挥发性有机化合物（TVOC）的指标和方法。根据上述标准，使用热解吸气相色谱仪测定燃烧后香产品中总挥发性有机化合物（TVOC）的浓度。很多人担心卫生香燃香过程中会产生有害物质。在这里，我们结合卫生燃香特性，以TVOC含量作为判断依据。

1.卫生香和TVOC的概念

卫生香制香原料来源广泛，以天然来源的普通商品原料为主要原料。如檀香沉淀物、艾草等天然芳香植物等，根据有效的复合香料，达到改善环境、促进身体健康的原则。有助于香化室内环境、抑菌防虫、调理身心等作用。然而，随着人们对室内空气质量的要求不断提高，人们开始担心烧香时释放的异味会对人体造成伤害。在烧香过程中，主要产生二氧化碳和一些挥发性有机化合物，其中挥发性有机化合物是最令人不安的物质。

总挥发性有机化合物（TVOC）是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机化合物。它的沸点在50℃～250℃之间。它可以存在于空气中，在有毒、刺激性、致癌和特殊气味影响皮肤和粘膜的环境中对人体造成严重伤害。美国环境保护署（EPA）将TVOC定义为在大气中发生光化学反应的任何碳化合物，但一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物、碳酸盐和碳酸铵除外。TVOC的来源广泛，包括建筑材料、洗涤剂、化妆品、蜡制品、地毯、家具、粘合剂等。主要类别有：苯、烷烃、芳烃、烯烃、卤代烃、酯、醛、酮等。

2.卫生香燃香过程中TVOC检测的现状与探讨

我国TVOC检测起步较晚，尚未制定良好的整体检测标准。不同行业的TVOC测试存在一定差距。由于苯系物是TVOC的重要组成部分，所以有些人只发现TVOC，而没有发现苯系物。但是，在某些情况下，只检测到总苯而未检测到TVOC。这取决于检测过程中的要求和条件。总挥发性有机化合物（TVOC）对技术和设备的要求很高。通常使用气相色谱，但也使用荧光光谱、离子色谱和反射干涉光谱。根据《方法》和《条件》，结合GB/T 26393-2011《燃香类产品有害物质测试方法》，对于卫生香燃香进行了规范，这些标准规定了（TVOC）的相关指标和方法，采用气相色谱法测定卫生香燃香过程中TVOC的含量。

3.卫生香燃烧过程中TVOC的测定方法

(1)原则

用Tenax-TA吸附管收集一定体积的空气样品，将空气中的挥发性有机物保持在吸附管内。采用热解吸装置加热吸附管，得到挥发性有机物的分解气体，注入质谱仪进行色谱分析，保证定性保留和定量峰面积。

(2)仪器

型号：空气采样时流量稳定，流量范围0.1L/min～ 0.5L/min。热吸装置：可在吸管内进行热解吸，并可调节载气的解吸温度和速度。气相色谱仪：配备氢火焰离子化检测器。毛细管柱：长30m～50m，内径0.32mm或石英柱0.53mm，内衬聚二甲基硅氧烷，膜厚1μm～5um，色谱柱操作条件：程序温度50℃～250℃，初始温度50℃，保温10min，250℃时升温速度为5℃/min，保持2min。注射器： 1μl、10μl、1ml、100ml注射器（1000支）。电恒温：适用于热脱附气相色谱法E.0.6，可保持60℃恒温。

(3)试剂和材料

Tenax-TA吸附管：200mg直径0.18mm～0.25mm（60目～ 80目）Tenax-TA吸管和抛光玻璃或不锈钢管内壁，使用前必须用氮气加热活化，活化温度必须高于解吸活化温度和时间不少于30min，游离杂质峰被活化。

标准品：苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、标准的十年溶液或气体。

输送气体：氮气（纯度不低于99.99%）。

(4)采样

①样品采集。吸附管老化Tenax-TA：在一定方向插入新的吸附管吸热机，切换到氮气40ml/min，旧温度和时间335℃ 2h（吸附管老化0.5h）在老化后吸收器的橡胶封盖两端，存放在干燥机中。

②抽样。采样点放置在一个封闭的1.8m×1.8m×1.8m玻璃盒子中间。采样点应避免膨胀。采样点的高度原则上与人体呼吸带的高度相近，相对高度在0.5m～1.5m之间。将大气样品与Tenax-TA吸收管连接，置于采样点，在密闭玻璃盒中央点燃质量为（0.6T×0.020）g的香炉。从点火开始计时。进样时间40min，流量0.5L，进样量20L。在每个样品之前取一个白色样品进行分析。

(5)标准系列的编制

可根据实际情况选择标准外气法或标准外液法。

①标准外气法。通过吸附管精确提取100ml、200ml、 400ml、1L、2L标准气体，气体组分浓度约为1mg/m2，即标准系列。

②标准液外法。取0.05mg/ml、0.1mg/ml、0.5mg/ml、 1.0mg/ml、2.0mg/ml标准溶液和吸管中的1U～-5注射液，取单组分含量0.05mg/ml、0.1mg/ml、0.5mg/ml、1.0mg/ml、 2.0mg/ml标准液注入吸管。使用100ml/min氮气通过吸附管时，5min后取出，密封为标准系列。

(6)热解吸气相色谱

您可以根据当前情况选择以下方法之一。如有争议，以方法1为准：

方法1：通过直接注入热解吸的气相色谱法。

将吸管插入直接热解吸取样装置。在250℃～325℃解吸后，解吸后的气体通过进样阀直接送入质谱仪进行色谱分析，测定保留时间和峰面积。

方法2：热解吸后手动进样的气相色谱法。

将吸管插入热脱附装置并与100ml注射器（预热至60℃）连接。氮气用于解吸速率50ml/min-60ml/min 250℃～325℃，解吸体积50ml～100ml。解吸体积在60℃下平衡30min。平衡气1ml的质谱是色谱分析确定保持时间和峰面积。

(7)标准曲线

标准系列吸附管采用热裂解吸入色谱法进行分析。以各组分含量（UG）为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，计算回归方程。

(8)样品分析

每个吸样管和非进样管均采用相同标准系列的气相色谱分析方法进行热脱附定性保持时间和峰面积定量分析。

(9)计算

采集的空气样本中各组分浓度的计算方法如下：

式中：

cm：空气样品中该组分的浓度（mg/m）；mi：样品管中组分I的量（ug）；m0：样品管中组分I的含量（μg）；V：空气采样量（L）。

将空气样品中各组浓度换算成标准条件下的浓度，公式如下：

式中：

cm：标准条件下空气样品中的成分浓度（mg/m3）；p：采样点的大气压力；t：采样的温度（℃）。

收集的空气样本中总挥发性有机化合物（TVOC）的浓度计算如下：

式中：

CTVOC：标准条件下空气样本中总挥发性有机化合物（TVOC）的浓度（mg/m2）。

注意事项：

①对于不明峰，可以使用甲苯计。

②当保留时间相同或几乎相同的组分对挥发性有机物的测定产生干扰时，应通过选择合适的气相色谱柱或更严格的选择分析和条件调整系统来将干扰降至最低。

4.总结

建立了热解吸和气相色谱法测定香样品中总挥发性有机化合物（TVOC）浓度的方法。该方法通过简单的无溶剂污染解决，准确度小于3%（RSD），满足测定卫生香燃香中挥发性有机物一般浓度的要求。

通过上述方法，我们可以通过气相色谱法测定特定条件下香火燃烧过程中的TVOC含量，从而可以判断所选卫生香的质量是否良好。对客户来说，选择安全香不仅可以满足香的正常使用，还可以判断卫生香香料中使用的某种香精会不会产生有害物质，这既保证了质量，也为开发更好的产品奠定了基础。