工作场所空气中乙醇的测定方法研究.docx

工作场所空气中乙醇的测定方法研究荣国琼昆明市疾病预防控制中心，昆明650228摘要:目的 探索采用溶剂解析气相色谱法测定工作场所空气中的乙醇。 方法工作场所空气中的乙 醇采用硅胶管采样，用蒸馏水解析后进样，经 4 mm 2 m GDX-103 不锈钢填充柱分离，用 FDI 检测器，以保留 时间定性，以峰面积定量，按照工作场所空气中毒物检验方法的研究规范的要求进行实验室及现场实验， 测定职业场所空气中乙醇。 结果 职业场所空气中的乙醇浓度的方法的线性 范 围 为 13. 0 6182. 0 g / ml， 方法的不同浓度的相对标准偏差为 1. 2 % 4. 4 % 。 线性回归良好，相关系数 r = 0. 9999 ，可以准确定量。 硅 胶管的解析率为 93. 08 % 106. 08 % 。 结论 该方法重现性好，检出限低，样品中共存的 甲 醇、正 丁 醇、异 戊 醇不干扰测定，与共存物分离良好。 在实际工作中获得良好的应用。关键词:气相色谱 工作场所 乙醇中图分类号:R134. 1文献标识码: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乙醇俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥 发 的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令 人 愉 快 的 香 味，并 略带刺激性，是一种重要的溶剂，能溶解多种有机物 和 无 机 物。乙醇的用 途 很 广，可用乙醇来制造 醋 酸、饮 料、香 精、染 料、燃料等。 医疗上也常用体积 分 数 为 70 % 75 % 的 乙 醇 作 消毒剂等。 乙醇代谢的速率主要取决于体内酶的含量，其 具 有较大的个体差异，并 与 遗 传 有 关。乙醇具有成瘾性及致癌 性，但乙醇并不是直接导致癌症的物质，而是致癌物质普遍溶 于乙醇。 漱口水如果含有较高浓度的酒精，就 算 不 吞 入 也 可 能有害健康。 在我国随着人们对有机溶剂毒害作用 的 认 识， 人们越来越多的用乙醇来代替许多其他的有机溶剂。 在制药 和制镜业中的使用非常常用。 在职业场所中长时间反复的职 业暴露，乙醇的有害作用已被人们认识，而卫生部制定的工作 场所空气中的有毒有害物质测定的标准方法中，没 有 测 定 乙 醇的方法，也没有制定工作场所空气中乙醇的容许 限 值。 国外早就制 定 此 方 法，美国国立职业安全与卫生研究 所 在 其NIOSH 分析方法 指 南中制定职业场所空气中乙醇的 测 定 方法，是溶剂解吸 气 相 色 谱 法，用 活 性 炭 管 采 样，用 2 % 的 丁 醇 CS2 溶液为解吸液，用 内 标 法 测 定。 美 国 规 定 工 作 场 所 空 气中最高容 许 浓 度 为 1663. 4 mg / m3 。 针 对 此 情 况，我 们 按 照工作场所空气中毒物检验方法的研究规范的 要 求，建 立 了 溶剂解析气相色谱法测定职业场所空气中的乙醇的方法。 此 方法用硅胶管采样，用蒸馏水解吸，用外标法测定。 本法与美 国的方法比较，对检测人员危害小，不需找内标物。 此方法快 速、准确，现报告如下。材料与方法11. 1 原理空气中的乙醇用固体硅胶管采集 ，用 蒸 馏 水 解 吸 ，解 吸 液进样，经 4 mm 2 m GDX-103 填 充 柱 分 离，用 FID 检 测 器 检 测，以保留时间定性 ，峰面积定量。作者简介:荣国琼，女，副主任技师，研究方向:工作场所空气中有毒有害物质、食品和水质的理化分析工作1. 2仪器 与试剂美国 PE 公司的 SIGMA-2000 型气相色谱仪，具氢 火 焰 离卫生研究第 39 卷394子检测器 FID;N-2000 色 谱 工 作 站 ( 浙江大学智能信息工程 研究所) ;硅胶采样 管:200 mg 100 mg ( 北京劳动保护学研究 所) 。 乙醇 :美国进口色谱纯(801171 )实验研究其采样效率可达(100 1. 5 ) % 。 故选择了硅胶管。在 2 L 的集气袋配制 2 倍容许浓度的乙醇标准气，用大气 采样器，以 0. 5 L / min 的流速采样，采样不同的体积，然后进行 分析。 得到在相 对 湿 度 80 % 及 在 室 温 下，用 硅 胶 管 采 样，100 mg 硅胶穿透容量为 8 mg。1. 3样品的采集在采样现场打开固体硅胶管两端封口，将 固 体 硅 胶 管 与采样器相连，垂直放置，以 0. 5 L / min 的流速，采样 15 min。 同时制作样品空白。 采样后，立即封闭固体吸附剂管两端，置清 洁容器内运输和保存。1. 4 分析步骤2. 4解吸效率的测定分别 配 制 低、中、高 3 种 浓 度 的 乙 醇 溶 液 6. 182 、18. 55 、247. 2 mg / ml，各取 10 l 分 别 注 入 3 组 硅 胶 管 中，每 一 浓 度 组各制备 6 根，室温下放置过夜，按照实验分析条件测定 ( 结 果 见表 1 ) 。表 1 解吸效率试验结果解吸效率试验结果Table 1 Results of desorpion efficiency test( n = 6 )气相色谱条件 色谱柱:4 mm 2 m GDX-103 填充柱;1. 4. 1柱温:130 ，汽化室 的 温 度:180 ，检 测 器 的 温 度:200 ;气体的流速:载气( 高纯氮气)30 ml / min，氢气:30 ml / min，无水空 气:150 ml / min.加入量( g)平均测得量( g)平均解吸率( % )相对标准偏差( % )样品处理 溶剂解吸:将采过样的前后段固体吸附剂1. 4. 2分别倒入 5 ml 的具塞磨口试管中，加入 1. 0 ml 的蒸馏水解吸，塞紧管塞，振摇数分 钟，静 置 30 min 解 吸。 摇 匀，解 吸 液 供 测 定。61. 82185. 5247257. 84196. 78244093. 08106. 0898. 714. 22. 51. 9标准溶液的配制 在 50 ml 的 容 量 瓶 中，加 入 适 量 的1. 4. 3蒸馏水，准确称取色谱纯的乙醇 0. 3090 g，加 水 到 刻 度，此 标液乙 醇 的 浓 度 为:6. 182 mg / ml，再 用 水 稀 释 成 浓 度 为:0. 0 、12. 36 、61. 82 、123. 6 、185. 4 、247. 2 、1236 、2472 和 182 g / ml 的 标准系列。1. 4. 4 样品测定 用测定标准系列的 操作条件测定样品和 空白对照的解吸液，测得的样品峰面积值减去空白对照的峰 面积值后，由标准曲线得待测乙醇的浓度，单位为 g / ml。采样效率的试验在 2 L 的集气袋配制 分 别 配 制 0. 5 、1 、2 倍容许浓度的乙 醇标准 气，分别串联两支硅胶管，以 0. 5 L / min，采 样 6 次，计 算平均 采 样 效 率。 经测试乙醇的平均 采 样 效 率 为 ( 100 1. 5 ) % 。2. 6 标准曲线的线性及检出限将 12. 36 6182. 0 g / ml 的标 准 系 列 进 样 1 l，每 个 浓 度 进样 3 次，以测得的峰面积均值对相应的乙醇浓度绘制标 准 曲线。 制得图谱，标准曲线为回归方程 Y = 90. 2 E 004 ，r =0. 9999 。2. 5计算1. 5( C1 + C2 ) VC =V0 D式中:C:空气 中 乙 醇 的 浓 度 ( mg / m3 ) ;C ，C :测 得 前 后 段 活12性炭解吸液中乙醇的浓度( g / ml) ;V0 :换算成标准 采 样 体 积 ( L) ;D:解吸效率( % ) ;V:解吸液的体积( ml) ;采样体积的换算:T0 PV0 = V T P0换算成标准状况下的采样体积。式中:V0 :换算成标准状况下的采样体积 ( L ) ;V:采 样 体 积( L) ;T0 :标准状态下的绝 对 温 度 ( 273 K ) ;T:采 样 现 场 的 温 度( t) 与标准状态下的绝对温度之和( t + 273 ) K;P0 :标准状况 下的大气压(101. 3 kPa) ;P:采样时采样的大气压( kPa) 。2结果2. 1 色谱柱的选择同类的色谱 柱 有 GDX-102 、GDX-103 、FFAP，经 色 谱 条 件 的优化，GDX-103 分 离 效 果 较 好，所 以 选 用 4 mm 2 m GDX-103 填充柱。2. 2 仪器分析条件的选择通过调节载气的流速(20 、30 、40 ml / min) 、选择了柱温、汽 化室温度、检测器温度，从而选择了 1. 4. 1 中最佳仪器分析条 件。2. 3 采样管的选择及穿透容量有活性炭管和硅胶管，由于硅胶管可以用蒸馏 水 作 为 解 吸液，而蒸馏水对试验人员无毒害又价廉易得，处 理 方 便，经图 1 乙醇的标准图谱Figure 1 Standard map of ethanol方法检出限:以 3 倍噪声计算所得方法的 最 低 检 出 浓 度为 13. 0 g / ml，在采样 7. 5 L 的 条 件 下，该方法的最低检出浓 33度为 1. 7 mg / m 。 方法的定量下限为 8 mg / m 。第 3 期荣国琼，等. 工作场所空气中乙醇的测定方法研究3952. 7 方法的精密度试验分别配制高、中、低不同浓度标准溶液在同一天和三天内 重复测定 6 次，分别计算相对标准偏差。2. 10 回收率实验在含量为 230 g / ml 的 1. 0 ml 样 品 中，分 别 加 入 4464 g / ml 的标准溶液 0. 1 、0. 2 、0. 4 ml，最 后 定 容 到 2. 0 ml，溶 液 的 浓 度分别为 338. 2 、561. 4 、1007. 5 g / ml。 每个浓度的溶液进样 1. 0 l，进 6 次。 方法的回收率为 90. 0 % 95. 6 % 。在 同 一 天 内，用 浓 度 为 123. 6 、247. 2 、2. 7. 1日内精密 度1236 g / ml 的标准溶液，连续进样 6 次，测得相对 标 准 偏 差 分别为 4. 40 % 、1. 3 % 、1. 1 % 。 结 果 表 明，3 种浓度测定的结果 重现性较好，符合工 作 场 所空气中毒物检验方法的研究规 范的要求( 10 % ) 。2. 7. 2 日 间 精 密 度 用 浓 度 为 123. 6 、247. 2 和 1236 g / ml 的标准溶液，连续进样 6 次。 如此重复测定 3 天，测得结果相 对标准偏差分别为 2. 7 % 、2. 8 % 、1. 2 % 。 结果表明，3 种浓度 测定的结果重现 性 较 好，符 合工作场所空气中毒物检验方 法的研究规范的要求( 10 % ) 。讨论33. 1 色谱条件的选择色谱分离条件的选择主要基于以下两个原则:首 先 是 保 证目标化合物 与共存的其他化合物之间具有良好的分离效 果，其次是应在最短的时间内完成一个分析周期。 本 试 验 结 果表明，乙醇与共存物之间具有良好的分离，能够满足测定的 需求。3. 2 分析方法的精密度和准确度精密度试验表明本方法测定高、中、底浓度的乙醇的标准 偏差为 1. 2 % 4. 4 % 。 回 收 率 为 90. 0 % 95. 6 % 。 由 此 可 见，本方法具有良好的精密度和准确度，可以满足工作场所空 气中乙醇的检测要求。综上 所述乙醇的气相色谱法是我们在参考 GBZ / T160. 48 2007 方法的基 础 上，并 结 合 我们实验室的具体实 际条件建立起来的。 总体来说，该方法快速、简捷、灵敏、回收 率好，回归方程 Y = 90. 2 E 004 ，r = 0. 9999 ，方法的重现性好， 不同浓度的相对标准偏差 为 1. 2 % 4. 4 % ，方法的检出限为 1. 7 mg / m3 ，固体硅胶管 吸附不同的乙醇时，用蒸馏水解吸平 均效率为 99. 29 % ，乙醇的采样效率为 (100 1. 5 ) % 。100 mg 硅胶穿透容量为 8 mg。 样品中共存的甲醇、正丁醇、异戊醇不 干扰测定，与共存 物 分 离 良 好。 符 合工作场所空气中毒物 检验方法的研究规范的要求( 90 % ) 。 用蒸馏水解吸 对 操 作人员无危害，填充柱适合于基层。2. 8稳定性试验取 30 支 硅 胶 管，每支管中用微量注射器注入 10 l 浓 度为 18. 55 mg / ml 的乙醇标液，立即加盖吸附管