气相色谱法快速测定室内装饰胶黏剂中三苯条件优化*

施 思，童 群，王洁屏，金丹娟，何 欢

（杭州市临安生态环境监测站，浙江杭州 311300）

近年来，随着人们对生活质量追求的不断提高，住宅配套装修己经在诸多城市盛行。与此同时，我国每年新装房多达百万计，装饰材料用的粘合剂亦大量供应来满足市场需求，这使得粘合剂中毒事件报道屡见不鲜，这主要归因于粘合剂含有大量的有毒有害物质［1-2］。粘合剂中主要高威胁的污染物组分包括苯、甲苯、二甲苯等苯系物。人体高剂量暴露于该类有机物时，会出现皮肤过敏、呼吸道疾病、胃肠不适、神经紊乱等临床症状，因此需要对这类苯系物污染物的暴露引起重视［3-4］。政府相关部门陆续颁布施行了相关国家标准，标准中确定了苯、甲苯和二甲苯在溶剂和水基溶液中的人体暴露风险阈值，及相应的苯系物分析方法［5］。然而在实际检测分析中，标准规定的气相色谱分析方法常出现检测效率低、操作繁琐等问题。因此针对这一问题，本研究以提高检测效率及检测精度为目标，对气相色谱分析方法进行条件优化研究。

本文提出了一种可以高效快速测定室内装饰装修材料胶粘剂中三苯含量的气相色谱法，能够在很大程度上节省工作量，结果准确、误差小。为了更准确、快速地测定室内装修材料中三苯含量，对市售SBS 胶、氯丁胶、丁苯胶、通用胶和聚氨酯胶样品分别进行检测，并通过设计实验探究溶剂、色谱条件以及进样条件等因素对测定结果的影响，以期为室内装修材料胶黏剂中三苯的高效检测提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 实验仪器与材料

气相色谱仪：美国安捷伦公司Agient 7890A，检测器：氢火焰；色谱柱：BP-20CPWax52CB 毛细管色谱柱( 型号60mm×0.20mm，0.50μm)。苯、甲苯和二甲苯均为色谱纯，武汉华翔科杰生物科技有限公司；乙酸乙酯，国药集团化学试剂有限公司；各种厂商品牌胶粘剂：SBS 胶、氯丁胶、丁苯胶、通用胶和聚氨酯胶，均为市购。

1.2 色谱条件

采用非分流的注入方式；柱温在55℃下保持8min，随后以15℃/min 的速率上升至185℃保持7min；汽化温度255℃；检测器温度280℃；载气N2，气流速度2.8mL/min。

1.3 实验方法

1.3.1 标准曲线绘制

以乙酸乙酯为溶剂，苯、甲苯、二甲苯标准储备液用万分位天平称重待用。配置标准溶液：苯浓度分别为8.72、17.68、5.24、86.2、172.60 μg/mL；甲苯浓度分别为9.15、17.89、35.61、91.55、181.47 μg/mL；二甲苯浓度分别为8.92、17.63、34.67、88.24、174.83 μg/mL。以待测目标化合物出峰面积A为纵坐标，以相应目标待测物浓度ρ（μg/mL）为横坐标拟合标准曲线。

1.3.2 样品测定

取1.5～2.0 g（精确至0.1mg）各种粘合剂产品，用乙酸乙酯进行搅拌溶解定容于50mL 容量瓶中。取1μL样品测量其峰面积。其中苯、甲苯和二甲苯的质量浓度可以由标准曲线计算得出。

1.3.3 结果计算

根据式（1）计算待测试样中三苯的含量：

式（1）中：X为样品中目标化合物含量，μg/kg；ρt为目标化合物标准曲线中查得质量浓度，μg/mL；V为样品溶液体积，mL；M为样品质量，g；f为稀释系数。

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2 结果与讨论

2.1 溶剂比选

人工合成胶粘剂通常会选用有机溶剂作为其溶剂，而这些有机溶剂往往为有毒有害物质［6-7］。不同溶剂比选结果如图1 所示。

图1 不同有机溶剂的溶解度、分离信号、出峰时间比较Fig.1 Comparison of solubility, separation signal and peak time of different organic solvents

从图1（a）中可以看出，最常被使用的丙酮对样品的抽提效果反而较差，因此不适合作为样品胶粘剂的溶剂。在图1（b）中，虽然甲醇具有良好的粘合剂溶解度，但在实验过程中会产生较强的信号峰，该信号峰不易与目标化合分离，容易干扰测定。在图1（c）中，二甲基甲酰胺对粘合剂具有良好的溶解度，并且不容易干扰测定，但峰值保留时间过长［8］。综合以上考虑，选择溶解度较佳、对目标化合物干扰小的乙酸乙酯作为溶剂。

2.2 色谱条件优化

为确保低温下各组目标化合物能够有效分离，可选择稍低于乙酸乙酯沸点的温度进行测定。其中各目标化合物沸点：苯82℃，甲苯114℃，对二甲苯128℃，间二甲苯136℃，邻二甲苯141℃。乙酸乙酯沸点98.2℃，处于苯与甲苯之间，同时，乙酸乙酯保留时间色谱峰位与目标值较为接近，如图2 所示。由于各类粘合剂中不含乙酸乙酯，从而使分离效果进一步提高。升温速率5℃/min，载气流量1.5mL/min，可使乙酸乙酯和苯完全分离。

图2 苯、甲苯、二甲苯和乙酸乙酯的气相色谱图Fig.2 Gas chromatograms of benzene, toluene, xylene and ethyl acetate

2.3 进样条件的选择

当采用自动进样模式时，自动进样误差率为5.5%，远低于手动进样，实验误差显著减少。对于本次实验所用的粘合剂待检样品，为使数据误差最小化，本实验用仪器自动进样模式代替手动进样。

2.4 标准曲线方程和检出限

以目标化合物峰面积A为纵坐标Y，以相应浓度ρ(μg/mL)为横坐标X，绘制标准曲线。其中苯在8.62～173.50 μg/mL、甲苯在9.07～181.33 μg/mL 以及二甲苯在8.82～174.98 μg/mL 范围内线性关系良好。经线性拟合后，苯的回归方程为Y=1.34X+1.06，r=0.999；甲苯回归方程为Y=1.21X+ 0.34，r=0.999； 二甲苯的回归方程为Y=1.03X+0.18，r= 0.999。苯、甲苯、二甲苯的检出限均为0.20μg/mL。

2.5 精密度

将高低两种浓度的苯、甲苯和二甲苯的标准溶液各吸取1μL，重复进样6 次，计算测定结果的RSD。由计算结果得出两种浓度的相对标准差为1.36%～2.35%。

表1 精密度试验结果(n=6)Table 1 Precision test results(n=6)

2.6 准确度

表2 方法回收率实验Table 2 Methods recovery experiment

2.7 实样测试

使用本研究所建立的方法对市售5 种品牌，SBS 胶、氯丁胶、丁苯胶、通用胶和聚氨酯胶中三苯含量进行检测，并与国家强制性标准《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量标准》(GB 18583-2008) 胶粘剂中有害物质限量进行对比。从表3 中可以看出，5 种胶粘剂中均能检出苯、甲苯和二甲苯，其中仅有丁苯胶的苯含量超过标准限值，其他样品并未超标，表明市面流通的SBS 胶、氯丁胶、通用胶和聚氨酯胶中对苯、甲苯、二甲苯污染物控制较好。

表3 5 种样品中苯、甲苯、二甲苯的检测结果Table 3 Test results of benzene, toluene and xylene in 5 samples

3 结论

优化并建立了气相色谱法快速测定室内装饰胶黏剂中苯、甲苯和二甲苯的测定参数。选用乙酸乙酯作为样品溶剂，色谱柱升温速率5℃/min，柱流量调节为1.5mL/min，方法检出限为0.20μg/mL，相关系数r=0.999，相对标准偏差RSD 为1.36%～2.35%(n=6)，各浓度梯度加标回收率均在80%～120%范围内。由实际检测结果可知，市售SBS 胶、氯丁胶、丁苯胶、通用胶和聚氨酯胶样品中均能检出苯、甲苯、二甲苯，而仅有丁苯胶的苯含量超过标准限值。

本文气相色谱法快速测定装饰材料粘合剂中苯、甲苯、二甲苯具有较高的准确度和精密度，简单高效且节省实验溶剂，可最大限度减少杂质干扰，使用该方法具有操作简单、分离效果好、检测限低等优点，具有推广应用价值。