工作場(chǎng)所空氣中乙醇的測(cè)定方法研究.docx

工作場(chǎng)所空氣中乙醇的測(cè)定方法研究榮國(guó)瓊昆明市疾病預(yù)防控制中心，昆明650228摘要:目的 探索采用溶劑解析氣相色譜法測(cè)定工作場(chǎng)所空氣中的乙醇。 方法工作場(chǎng)所空氣中的乙 醇采用硅膠管采樣，用蒸餾水解析后進(jìn)樣，經(jīng) 4 mm 2 m GDX-103 不銹鋼填充柱分離，用 FDI 檢測(cè)器，以保留 時(shí)間定性，以峰面積定量，按照工作場(chǎng)所空氣中毒物檢驗(yàn)方法的研究規(guī)范的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)， 測(cè)定職業(yè)場(chǎng)所空氣中乙醇。 結(jié)果 職業(yè)場(chǎng)所空氣中的乙醇濃度的方法的線性 范 圍 為 13. 0 6182. 0 g / ml， 方法的不同濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 1. 2 % 4. 4 % 。 線性回歸良好，相關(guān)系數(shù) r = 0. 9999 ，可以準(zhǔn)確定量。 硅 膠管的解析率為 93. 08 % 106. 08 % 。 結(jié)論 該方法重現(xiàn)性好，檢出限低，樣品中共存的 甲 醇、正 丁 醇、異 戊 醇不干擾測(cè)定，與共存物分離良好。 在實(shí)際工作中獲得良好的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:氣相色譜 工作場(chǎng)所 乙醇中圖分類號(hào):R134. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AA gas chromatographic method for determination ofethanol in workplace airRong GuoqiongKunming Center for Disease and Control and Prevention，Kunming 650228 ，ChinaAbstract :Objective To establish a gas chromatographic method for determination of ethanol in workplace air.M ethods Ethanol in the air was collected with silicone tube ，desorbed with distilled water，separated with GDX-103 4 mm 2 m stainless Steel packed column，and detected with flame ionization detector. Results The penetrant capacity of silicone tube was 8 mg，the desorption efficiency was between 93. 08 % and 106. 08 % . The linear range of the method was from 13. 0 to 6182. 0 g / ml， the correlation coefficient was 0. 9999 ， the relative standard deviation ( RSD) varied from 1. 2 % to 4. 4 % ，and the detection limit was 1. 7 mg / m3 . Conclusion This method is feasible for the determination of ethanol in the workplace air.Key words:gas chromatography ，workplace ，ethanol乙醇俗稱酒精，它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮 發(fā) 的無(wú)色透明液體，它的水溶液具有特殊的、令 人 愉 快 的 香 味，并 略帶刺激性，是一種重要的溶劑，能溶解多種有機(jī)物 和 無(wú) 機(jī) 物。乙醇的用 途 很 廣，可用乙醇來(lái)制造 醋 酸、飲 料、香 精、染 料、燃料等。 醫(yī)療上也常用體積 分 數(shù) 為 70 % 75 % 的 乙 醇 作 消毒劑等。 乙醇代謝的速率主要取決于體內(nèi)酶的含量，其 具 有較大的個(gè)體差異，并 與 遺 傳 有 關(guān)。乙醇具有成癮性及致癌 性，但乙醇并不是直接導(dǎo)致癌癥的物質(zhì)，而是致癌物質(zhì)普遍溶 于乙醇。 漱口水如果含有較高濃度的酒精，就 算 不 吞 入 也 可 能有害健康。 在我國(guó)隨著人們對(duì)有機(jī)溶劑毒害作用 的 認(rèn) 識(shí)， 人們?cè)絹?lái)越多的用乙醇來(lái)代替許多其他的有機(jī)溶劑。 在制藥 和制鏡業(yè)中的使用非常常用。 在職業(yè)場(chǎng)所中長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)的職 業(yè)暴露，乙醇的有害作用已被人們認(rèn)識(shí)，而衛(wèi)生部制定的工作 場(chǎng)所空氣中的有毒有害物質(zhì)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法中，沒(méi) 有 測(cè) 定 乙 醇的方法，也沒(méi)有制定工作場(chǎng)所空氣中乙醇的容許 限 值。 國(guó)外早就制 定 此 方 法，美國(guó)國(guó)立職業(yè)安全與衛(wèi)生研究 所 在 其NIOSH 分析方法 指 南中制定職業(yè)場(chǎng)所空氣中乙醇的 測(cè) 定 方法，是溶劑解吸 氣 相 色 譜 法，用 活 性 炭 管 采 樣，用 2 % 的 丁 醇 CS2 溶液為解吸液，用 內(nèi) 標(biāo) 法 測(cè) 定。 美 國(guó) 規(guī) 定 工 作 場(chǎng) 所 空 氣中最高容 許 濃 度 為 1663. 4 mg / m3 。 針 對(duì) 此 情 況，我 們 按 照工作場(chǎng)所空氣中毒物檢驗(yàn)方法的研究規(guī)范的 要 求，建 立 了 溶劑解析氣相色譜法測(cè)定職業(yè)場(chǎng)所空氣中的乙醇的方法。 此 方法用硅膠管采樣，用蒸餾水解吸，用外標(biāo)法測(cè)定。 本法與美 國(guó)的方法比較，對(duì)檢測(cè)人員危害小，不需找內(nèi)標(biāo)物。 此方法快 速、準(zhǔn)確，現(xiàn)報(bào)告如下。材料與方法11. 1 原理空氣中的乙醇用固體硅膠管采集 ，用 蒸 餾 水 解 吸 ，解 吸 液進(jìn)樣，經(jīng) 4 mm 2 m GDX-103 填 充 柱 分 離，用 FID 檢 測(cè) 器 檢 測(cè)，以保留時(shí)間定性 ，峰面積定量。作者簡(jiǎn)介:榮國(guó)瓊，女，副主任技師，研究方向:工作場(chǎng)所空氣中有毒有害物質(zhì)、食品和水質(zhì)的理化分析工作1. 2儀器 與試劑美國(guó) PE 公司的 SIGMA-2000 型氣相色譜儀，具氫 火 焰 離衛(wèi)生研究第 39 卷394子檢測(cè)器 FID;N-2000 色 譜 工 作 站 ( 浙江大學(xué)智能信息工程 研究所) ;硅膠采樣 管:200 mg 100 mg ( 北京勞動(dòng)保護(hù)學(xué)研究 所) 。 乙醇 :美國(guó)進(jìn)口色譜純(801171 )實(shí)驗(yàn)研究其采樣效率可達(dá)(100 1. 5 ) % 。 故選擇了硅膠管。在 2 L 的集氣袋配制 2 倍容許濃度的乙醇標(biāo)準(zhǔn)氣，用大氣 采樣器，以 0. 5 L / min 的流速采樣，采樣不同的體積，然后進(jìn)行 分析。 得到在相 對(duì) 濕 度 80 % 及 在 室 溫 下，用 硅 膠 管 采 樣，100 mg 硅膠穿透容量為 8 mg。1. 3樣品的采集在采樣現(xiàn)場(chǎng)打開固體硅膠管兩端封口，將 固 體 硅 膠 管 與采樣器相連，垂直放置，以 0. 5 L / min 的流速，采樣 15 min。 同時(shí)制作樣品空白。 采樣后，立即封閉固體吸附劑管兩端，置清 潔容器內(nèi)運(yùn)輸和保存。1. 4 分析步驟2. 4解吸效率的測(cè)定分別 配 制 低、中、高 3 種 濃 度 的 乙 醇 溶 液 6. 182 、18. 55 、247. 2 mg / ml，各取 10 l 分 別 注 入 3 組 硅 膠 管 中，每 一 濃 度 組各制備 6 根，室溫下放置過(guò)夜，按照實(shí)驗(yàn)分析條件測(cè)定 ( 結(jié) 果 見(jiàn)表 1 ) 。表 1 解吸效率試驗(yàn)結(jié)果解吸效率試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Results of desorpion efficiency test( n = 6 )氣相色譜條件 色譜柱:4 mm 2 m GDX-103 填充柱;1. 4. 1柱溫:130 ，汽化室 的 溫 度:180 ，檢 測(cè) 器 的 溫 度:200 ;氣體的流速:載氣( 高純氮?dú)?30 ml / min，氫氣:30 ml / min，無(wú)水空 氣:150 ml / min.加入量( g)平均測(cè)得量( g)平均解吸率( % )相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差( % )樣品處理 溶劑解吸:將采過(guò)樣的前后段固體吸附劑1. 4. 2分別倒入 5 ml 的具塞磨口試管中，加入 1. 0 ml 的蒸餾水解吸，塞緊管塞，振搖數(shù)分 鐘，靜 置 30 min 解 吸。 搖 勻，解 吸 液 供 測(cè) 定。61. 82185. 5247257. 84196. 78244093. 08106. 0898. 714. 22. 51. 9標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 在 50 ml 的 容 量 瓶 中，加 入 適 量 的1. 4. 3蒸餾水，準(zhǔn)確稱取色譜純的乙醇 0. 3090 g，加 水 到 刻 度，此 標(biāo)液乙 醇 的 濃 度 為:6. 182 mg / ml，再 用 水 稀 釋 成 濃 度 為:0. 0 、12. 36 、61. 82 、123. 6 、185. 4 、247. 2 、1236 、2472 和 182 g / ml 的 標(biāo)準(zhǔn)系列。1. 4. 4 樣品測(cè)定 用測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的 操作條件測(cè)定樣品和 空白對(duì)照的解吸液，測(cè)得的樣品峰面積值減去空白對(duì)照的峰 面積值后，由標(biāo)準(zhǔn)曲線得待測(cè)乙醇的濃度，單位為 g / ml。采樣效率的試驗(yàn)在 2 L 的集氣袋配制 分 別 配 制 0. 5 、1 、2 倍容許濃度的乙 醇標(biāo)準(zhǔn) 氣，分別串聯(lián)兩支硅膠管，以 0. 5 L / min，采 樣 6 次，計(jì) 算平均 采 樣 效 率。 經(jīng)測(cè)試乙醇的平均 采 樣 效 率 為 ( 100 1. 5 ) % 。2. 6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性及檢出限將 12. 36 6182. 0 g / ml 的標(biāo) 準(zhǔn) 系 列 進(jìn) 樣 1 l，每 個(gè) 濃 度 進(jìn)樣 3 次，以測(cè)得的峰面積均值對(duì)相應(yīng)的乙醇濃度繪制標(biāo) 準(zhǔn) 曲線。 制得圖譜，標(biāo)準(zhǔn)曲線為回歸方程 Y = 90. 2 E 004 ，r =0. 9999 。2. 5計(jì)算1. 5( C1 + C2 ) VC =V0 D式中:C:空氣 中 乙 醇 的 濃 度 ( mg / m3 ) ;C ，C :測(cè) 得 前 后 段 活12性炭解吸液中乙醇的濃度( g / ml) ;V0 :換算成標(biāo)準(zhǔn) 采 樣 體 積 ( L) ;D:解吸效率( % ) ;V:解吸液的體積( ml) ;采樣體積的換算:T0 PV0 = V T P0換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積。式中:V0 :換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積 ( L ) ;V:采 樣 體 積( L) ;T0 :標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕 對(duì) 溫 度 ( 273 K ) ;T:采 樣 現(xiàn) 場(chǎng) 的 溫 度( t) 與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度之和( t + 273 ) K;P0 :標(biāo)準(zhǔn)狀況 下的大氣壓(101. 3 kPa) ;P:采樣時(shí)采樣的大氣壓( kPa) 。2結(jié)果2. 1 色譜柱的選擇同類的色譜 柱 有 GDX-102 、GDX-103 、FFAP，經(jīng) 色 譜 條 件 的優(yōu)化，GDX-103 分 離 效 果 較 好，所 以 選 用 4 mm 2 m GDX-103 填充柱。2. 2 儀器分析條件的選擇通過(guò)調(diào)節(jié)載氣的流速(20 、30 、40 ml / min) 、選擇了柱溫、汽 化室溫度、檢測(cè)器溫度，從而選擇了 1. 4. 1 中最佳儀器分析條 件。2. 3 采樣管的選擇及穿透容量有活性炭管和硅膠管，由于硅膠管可以用蒸餾 水 作 為 解 吸液，而蒸餾水對(duì)試驗(yàn)人員無(wú)毒害又價(jià)廉易得，處 理 方 便，經(jīng)圖 1 乙醇的標(biāo)準(zhǔn)圖譜Figure 1 Standard map of ethanol方法檢出限:以 3 倍噪聲計(jì)算所得方法的 最 低 檢 出 濃 度為 13. 0 g / ml，在采樣 7. 5 L 的 條 件 下，該方法的最低檢出濃 33度為 1. 7 mg / m 。 方法的定量下限為 8 mg / m 。第 3 期榮國(guó)瓊，等. 工作場(chǎng)所空氣中乙醇的測(cè)定方法研究3952. 7 方法的精密度試驗(yàn)分別配制高、中、低不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液在同一天和三天內(nèi) 重復(fù)測(cè)定 6 次，分別計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。2. 10 回收率實(shí)驗(yàn)在含量為 230 g / ml 的 1. 0 ml 樣 品 中，分 別 加 入 4464 g / ml 的標(biāo)準(zhǔn)溶液 0. 1 、0. 2 、0. 4 ml，最 后 定 容 到 2. 0 ml，溶 液 的 濃 度分別為 338. 2 、561. 4 、1007. 5 g / ml。 每個(gè)濃度的溶液進(jìn)樣 1. 0 l，進(jìn) 6 次。 方法的回收率為 90. 0 % 95. 6 % 。在 同 一 天 內(nèi)，用 濃 度 為 123. 6 、247. 2 、2. 7. 1日內(nèi)精密 度1236 g / ml 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進(jìn)樣 6 次，測(cè)得相對(duì) 標(biāo) 準(zhǔn) 偏 差 分別為 4. 40 % 、1. 3 % 、1. 1 % 。 結(jié) 果 表 明，3 種濃度測(cè)定的結(jié)果 重現(xiàn)性較好，符合工 作 場(chǎng) 所空氣中毒物檢驗(yàn)方法的研究規(guī) 范的要求( 10 % ) 。2. 7. 2 日 間 精 密 度 用 濃 度 為 123. 6 、247. 2 和 1236 g / ml 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進(jìn)樣 6 次。 如此重復(fù)測(cè)定 3 天，測(cè)得結(jié)果相 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 2. 7 % 、2. 8 % 、1. 2 % 。 結(jié)果表明，3 種濃度 測(cè)定的結(jié)果重現(xiàn) 性 較 好，符 合工作場(chǎng)所空氣中毒物檢驗(yàn)方 法的研究規(guī)范的要求( 10 % ) 。討論33. 1 色譜條件的選擇色譜分離條件的選擇主要基于以下兩個(gè)原則:首 先 是 保 證目標(biāo)化合物 與共存的其他化合物之間具有良好的分離效 果，其次是應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)分析周期。 本 試 驗(yàn) 結(jié) 果表明，乙醇與共存物之間具有良好的分離，能夠滿足測(cè)定的 需求。3. 2 分析方法的精密度和準(zhǔn)確度精密度試驗(yàn)表明本方法測(cè)定高、中、底濃度的乙醇的標(biāo)準(zhǔn) 偏差為 1. 2 % 4. 4 % 。 回 收 率 為 90. 0 % 95. 6 % 。 由 此 可 見(jiàn)，本方法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度，可以滿足工作場(chǎng)所空 氣中乙醇的檢測(cè)要求。綜上 所述乙醇的氣相色譜法是我們?cè)趨⒖?GBZ / T160. 48 2007 方法的基 礎(chǔ) 上，并 結(jié) 合 我們實(shí)驗(yàn)室的具體實(shí) 際條件建立起來(lái)的。 總體來(lái)說(shuō)，該方法快速、簡(jiǎn)捷、靈敏、回收 率好，回歸方程 Y = 90. 2 E 004 ，r = 0. 9999 ，方法的重現(xiàn)性好， 不同濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 為 1. 2 % 4. 4 % ，方法的檢出限為 1. 7 mg / m3 ，固體硅膠管 吸附不同的乙醇時(shí)，用蒸餾水解吸平 均效率為 99. 29 % ，乙醇的采樣效率為 (100 1. 5 ) % 。100 mg 硅膠穿透容量為 8 mg。 樣品中共存的甲醇、正丁醇、異戊醇不 干擾測(cè)定，與共存 物 分 離 良 好。 符 合工作場(chǎng)所空氣中毒物 檢驗(yàn)方法的研究規(guī)范的要求( 90 % ) 。 用蒸餾水解吸 對(duì) 操 作人員無(wú)危害，填充柱適合于基層。2. 8穩(wěn)定性試驗(yàn)取 30 支 硅 膠 管，每支管中用微量注射器注入 10 l 濃 度為 18. 55 mg / ml 的乙醇標(biāo)液，立即加蓋吸附管