工作場所空氣中乙醇的測定方法研究.docx

工作場所空氣中乙醇的測定方法研究榮國瓊昆明市疾病預防控制中心，昆明650228摘要:目的 探索采用溶劑解析氣相色譜法測定工作場所空氣中的乙醇。 方法工作場所空氣中的乙 醇采用硅膠管采樣，用蒸餾水解析后進樣，經(jīng) 4 mm 2 m GDX-103 不銹鋼填充柱分離，用 FDI 檢測器，以保留 時間定性，以峰面積定量，按照工作場所空氣中毒物檢驗方法的研究規(guī)范的要求進行實驗室及現(xiàn)場實驗， 測定職業(yè)場所空氣中乙醇。 結果 職業(yè)場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標準偏差為 1. 2 % 4. 4 % 。 線性回歸良好，相關系數(shù) r = 0. 9999 ，可以準確定量。 硅 膠管的解析率為 93. 08 % 106. 08 % 。 結論 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 醇不干擾測定，與共存物分離良好。 在實際工作中獲得良好的應用。關鍵詞:氣相色譜 工作場所 乙醇中圖分類號:R134. 1文獻標識碼: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，能溶解多種有機物 和 無 機 物。乙醇的用 途 很 廣，可用乙醇來制造 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酶的含量，其 具 有較大的個體差異，并 與 遺 傳 有 關。乙醇具有成癮性及致癌 性，但乙醇并不是直接導致癌癥的物質，而是致癌物質普遍溶 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。 在我國隨著人們對有機溶劑毒害作用 的 認 識， 人們越來越多的用乙醇來代替許多其他的有機溶劑。 在制藥 和制鏡業(yè)中的使用非常常用。 在職業(yè)場所中長時間反復的職 業(yè)暴露，乙醇的有害作用已被人們認識，而衛(wèi)生部制定的工作 場所空氣中的有毒有害物質測定的標準方法中，沒 有 測 定 乙 醇的方法，也沒有制定工作場所空氣中乙醇的容許 限 值。 國外早就制 定 此 方 法，美國國立職業(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)場所空氣中乙醇的 測 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 標 法 測 定。 美 國 規(guī) 定 工 作 場 所 空 氣中最高容 許 濃 度 為 1663. 4 mg / m3 。 針 對 此 情 況，我 們 按 照工作場所空氣中毒物檢驗方法的研究規(guī)范的 要 求，建 立 了 溶劑解析氣相色譜法測定職業(yè)場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，用外標法測定。 本法與美 國的方法比較，對檢測人員危害小，不需找內標物。 此方法快 速、準確，現(xiàn)報告如下。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 液進樣，經(jīng) 4 mm 2 m GDX-103 填 充 柱 分 離，用 FID 檢 測 器 檢 測，以保留時間定性 ，峰面積定量。作者簡介:榮國瓊，女，副主任技師，研究方向:工作場所空氣中有毒有害物質、食品和水質的理化分析工作1. 2儀器 與試劑美國 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子檢測器 FID;N-2000 色 譜 工 作 站 ( 浙江大學智能信息工程 研究所) ;硅膠采樣 管:200 mg 100 mg ( 北京勞動保護學研究 所) 。 乙醇 :美國進口色譜純(801171 )實驗研究其采樣效率可達(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準氣，用大氣 采樣器，以 0. 5 L / min 的流速采樣，采樣不同的體積，然后進行 分析。 得到在相 對 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 潔容器內運輸和保存。1. 4 分析步驟2. 4解吸效率的測定分別 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，室溫下放置過夜，按照實驗分析條件測定 ( 結 果 見表 1 ) 。表 1 解吸效率試驗結果解吸效率試驗結果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 器 的 溫 度:200 ;氣體的流速:載氣( 高純氮氣)30 ml / min，氫氣:30 ml / min，無水空 氣:150 ml / min.加入量( g)平均測得量( g)平均解吸率( % )相對標準偏差( % )樣品處理 溶劑解吸:將采過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 定。61. 82185. 5247257. 84196. 78244093. 08106. 0898. 714. 22. 51. 9標準溶液的配制 在 50 ml 的 容 量 瓶 中，加 入 適 量 的1. 4. 3蒸餾水，準確稱取色譜純的乙醇 0. 3090 g，加 水 到 刻 度，此 標液乙 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 標準系列。1. 4. 4 樣品測定 用測定標準系列的 操作條件測定樣品和 空白對照的解吸液，測得的樣品峰面積值減去空白對照的峰 面積值后，由標準曲線得待測乙醇的濃度，單位為 g / ml。采樣效率的試驗在 2 L 的集氣袋配制 分 別 配 制 0. 5 、1 、2 倍容許濃度的乙 醇標準 氣，分別串聯(lián)兩支硅膠管，以 0. 5 L / min，采 樣 6 次，計 算平均 采 樣 效 率。 經(jīng)測試乙醇的平均 采 樣 效 率 為 ( 100 1. 5 ) % 。2. 6 標準曲線的線性及檢出限將 12. 36 6182. 0 g / ml 的標 準 系 列 進 樣 1 l，每 個 濃 度 進樣 3 次，以測得的峰面積均值對相應的乙醇濃度繪制標 準 曲線。 制得圖譜，標準曲線為回歸方程 Y = 90. 2 E 004 ，r =0. 9999 。2. 5計算1. 5( C1 + C2 ) VC =V0 D式中:C:空氣 中 乙 醇 的 濃 度 ( mg / m3 ) ;C ，C :測 得 前 后 段 活12性炭解吸液中乙醇的濃度( g / ml) ;V0 :換算成標準 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換算成標準狀況下的采樣體積。式中:V0 :換算成標準狀況下的采樣體積 ( L ) ;V:采 樣 體 積( L) ;T0 :標準狀態(tài)下的絕 對 溫 度 ( 273 K ) ;T:采 樣 現(xiàn) 場 的 溫 度( t) 與標準狀態(tài)下的絕對溫度之和( t + 273 ) K;P0 :標準狀況 下的大氣壓(101. 3 kPa) ;P:采樣時采樣的大氣壓( kPa) 。2結果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調節(jié)載氣的流速(20 、30 、40 ml / min) 、選擇了柱溫、汽 化室溫度、檢測器溫度，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，而蒸餾水對試驗人員無毒害又價廉易得，處 理 方 便，經(jīng)圖 1 乙醇的標準圖譜Figure 1 Standard map of ethanol方法檢出限:以 3 倍噪聲計算所得方法的 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 期榮國瓊，等. 工作場所空氣中乙醇的測定方法研究3952. 7 方法的精密度試驗分別配制高、中、低不同濃度標準溶液在同一天和三天內 重復測定 6 次，分別計算相對標準偏差。2. 10 回收率實驗在含量為 230 g / ml 的 1. 0 ml 樣 品 中，分 別 加 入 4464 g / ml 的標準溶液 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。 每個濃度的溶液進樣 1. 0 l，進 6 次。 方法的回收率為 90. 0 % 95. 6 % 。在 同 一 天 內，用 濃 度 為 123. 6 、247. 2 、2. 7. 1日內精密 度1236 g / ml 的標準溶液，連續(xù)進樣 6 次，測得相對 標 準 偏 差 分別為 4. 40 % 、1. 3 % 、1. 1 % 。 結 果 表 明，3 種濃度測定的結果 重現(xiàn)性較好，符合工 作 場 所空氣中毒物檢驗方法的研究規(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 的標準溶液，連續(xù)進樣 6 次。 如此重復測定 3 天，測得結果相 對標準偏差分別為 2. 7 % 、2. 8 % 、1. 2 % 。 結果表明，3 種濃度 測定的結果重現(xiàn) 性 較 好，符 合工作場所空氣中毒物檢驗方 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原則:首 先 是 保 證目標化合物 與共存的其他化合物之間具有良好的分離效 果，其次是應在最短的時間內完成一個分析周期。 本 試 驗 結 果表明，乙醇與共存物之間具有良好的分離，能夠滿足測定的 需求。3. 2 分析方法的精密度和準確度精密度試驗表明本方法測定高、中、底濃度的乙醇的標準 偏差為 1. 2 % 4. 4 % 。 回 收 率 為 90. 0 % 95. 6 % 。 由 此 可 見，本方法具有良好的精密度和準確度，可以滿足工作場所空 氣中乙醇的檢測要求。綜上 所述乙醇的氣相色譜法是我們在參考 GBZ / T160. 48 2007 方法的基 礎 上，并 結 合 我們實驗室的具體實 際條件建立起來的。 總體來說，該方法快速、簡捷、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， 不同濃度的相對標準偏差 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，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 干擾測定，與共存 物 分 離 良 好。 符 合工作場所空氣中毒物 檢驗方法的研究規(guī)范的要求( 90 % ) 。 用蒸餾水解吸 對 操 作人員無危害，填充柱適合于基層。2. 8穩(wěn)定性試驗取 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 的乙醇標液，立即加蓋吸附管