ISO 17734-12026 工作场所空气 用液相色谱和质谱法测定空气中的有机氮化合物 第1部分用二丁胺衍生物测定异氰酸酯标准立项发展报告

ISO17734-1:2026工作场所空气用液相色谱和质谱法测定空气中的有机氮化合物第1部分：用二丁胺衍生物测定异氰酸酯标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Workplaceair—Determinationoforganonitrogencompoundsinairusingliquidchromatographyandmassspectrometry—Part1:Isocyanatesusingdibutylaminederivatives摘要异氰酸酯类化合物是聚氨酯工业的核心原料，广泛用于涂料、泡沫塑料、粘合剂及弹性体的生产制造。然而，该类化合物具有显著的呼吸道致敏性和职业性哮喘诱发风险，国际职业卫生界对其工作场所暴露限值的要求日趋严格，由此对空气中异氰酸酯的精准测定方法提出了更高要求。ISO17734-1:2026《工作场所空气用液相色谱和质谱法测定空气中的有机氮化合物第1部分：用二丁胺衍生物测定异氰酸酯》由国际标准化组织（ISO）发布，是基于液相色谱-质谱联用技术测定工作场所空气中痕量异氰酸酯类物质的国际标准方法。本报告对该标准的立项背景、技术内容、修订过程及预期影响进行系统阐述。报告指出，该标准采用二丁胺（DBA）衍生化前处理技术，结合液相色谱-质谱联用（LC-MS）的高分离效能和高灵敏检测能力，有效解决了异氰酸酯类化合物化学性质活泼、难以直接测定的技术难题，实现了对多种单官能团和双官能团异氰酸酯的同步定性与定量分析。该标准的实施将为职业卫生监测、合规性评价及流行病学研究提供科学依据和技术支撑，对保护劳动者健康、促进聚氨酯行业绿色安全发展具有重要意义。关键词：工作场所空气；异氰酸酯；液相色谱-质谱联用；二丁胺衍生化；职业暴露监测；国际标准；有机氮化合物AbstractIsocyanatesarecorerawmaterialsinthepolyurethaneindustry,widelyemployedinthemanufactureofcoatings,foams,adhesives,andelastomers.However,thesecompoundsposesignificantrespiratorysensitizationandoccupationalasthmarisks,andinternationaloccupationalexposurelimitshavebecomeincreasinglystringent.ISO17734-1:2026,publishedbytheInternationalOrganizationforStandardization,specifiesastandardmethodforthedeterminationofisocyanatesinworkplaceairusingliquidchromatographyandmassspectrometry(LC-MS)withdibutylamine(DBA)derivatization.Thisreportsystematicallyelaboratesonthestandard'sdevelopmentbackground,technicalcontent,revisionprogress,andanticipatedimpact.ThestandardeffectivelyaddressesthetechnicalchallengesposedbythehighlyreactivenatureofisocyanatesbyemployingDBAderivatizationcoupledwiththehighseparationefficiencyandsensitivityofLC-MS,enablingsimultaneousqualitativeandquantitativeanalysisofmultiplemonofunctionalanddifunctionalisocyanates.Theimplementationofthisstandardwillprovidescientificevidenceandtechnicalsupportforoccupationalhygienemonitoring,complianceassessment,andepidemiologicalresearch,contributingsignificantlytotheprotectionofworkers'healthandthesustainabledevelopmentofthepolyurethaneindustry.Keywords:Workplaceair;Isocyanates;Liquidchromatography-massspectrometry;Dibutylaminederivatization;Occupationalexposuremonitoring;Internationalstandard;Organonitrogencompounds一、引言1.1立项背景异氰酸酯（Isocyanates）是一类含有高活性异氰酸根（-N=C=O）官能团的有机化合物，自20世纪30年代实现工业化生产以来，已成为聚氨酯工业不可或缺的核心原料。据全球市场研究报告显示，2025年全球异氰酸酯市场规模已超过300亿美元，广泛应用于硬质与软质聚氨酯泡沫、高性能涂料、弹性体、密封剂、胶粘剂及合成皮革等领域。然而，异氰酸酯类物质同时也是公认的职业性呼吸道致敏原，长期低浓度暴露即可诱发职业性哮喘、过敏性肺炎及接触性皮炎等健康损害。国际癌症研究机构（IARC）已将部分异氰酸酯类化合物列为2B类（可能人类致癌物）或2A类（很可能人类致癌物）。鉴于异氰酸酯显著的职业健康风险，世界各国纷纷制定日趋严格的职业接触限值（OELs）。例如，美国职业安全与健康管理局（OSHA）将甲苯二异氰酸酯（TDI）和亚甲基二苯基二异氰酸酯（MDI）的容许接触限值（PEL）设定为0.02ppm（约0.14mg/m³）和0.005ppm（约0.05mg/m³）；欧盟《职业暴露限值指令》（Directive(EU)2022/431）进一步将TDI和MDI的8小时时间加权平均限值收紧至0.005ppm（约0.036mg/m³）和0.005ppm（约0.052mg/m³）。我国《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》（GBZ2.1—2019）亦对TDI和MDI分别规定了0.05mg/m³和0.05mg/m³的时间加权平均容许浓度。这些限值的持续降低，对空气中异氰酸酯测定方法的检出能力和可靠性提出了前所未有的挑战。在此背景下，建立一套灵敏度高、选择性好、适用范围广且可在国际范围内统一实施的标准测定方法，成为职业卫生领域的迫切需求。ISO/TC146/SC2（工作场所空气质量分技术委员会）自20世纪90年代起即着手组织制定异氰酸酯测定的国际标准方法，历经多次修订与技术迭代，最终形成了ISO17734-1:2026这一具有里程碑意义的标准文件。1.2标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO17734-1:2026||标准名称|工作场所空气用液相色谱和质谱法测定空气中的有机氮化合物第1部分：用二丁胺衍生物测定异氰酸酯||英文名称|Workplaceair—Determinationoforganonitrogencompoundsinairusingliquidchromatographyandmassspectrometry—Part1:Isocyanatesusingdibutylaminederivatives||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）||ICS分类号|13.040.30（工作场所空气）||发布日期|2026-05-20||国别|国际组织||语言|英语||版本说明|电子版加密PDF格式，约1分钟可下载，有水印，需安装FileOpen插件，电脑需联网，限制累计3台电脑共打印5次||售价|1286.0元|二、标准技术内容概述2.1适用范围与基本原理ISO17734-1:2026规定了采用液相色谱-质谱联用法（LC-MS）测定工作场所空气中异氰酸酯类有机氮化合物的方法。该标准适用于空气中气态及气溶胶形态存在的多种异氰酸酯单体和低聚物的测定，包括但不限于：-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）及其缩二脲和三聚体；-甲苯二异氰酸酯（TDI，包括2,4-TDI和2,6-TDI异构体）；-亚甲基二苯基二异氰酸酯（MDI，包括4,4'-MDI、2,4'-MDI及2,2'-MDI异构体）；-异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；-萘二异氰酸酯（NDI）等。其基本原理为：用装有衍生化试剂二丁胺（DBA）溶液的吸收瓶或浸渍滤膜采集工作场所空气中的异氰酸酯，样品中的异氰酸酯与DBA在采样过程中发生定量衍生化反应，生成稳定的脲类衍生物。随后，将采集后的样品溶液经适当处理后，注入液相色谱-质谱联用仪进行分离和检测。通过比较样品中目标衍生物与标准溶液的色谱保留时间和质谱特征离子，实现异氰酸酯的定性鉴定；利用外标法或内标法标准曲线，依据特征离子的响应峰面积进行定量分析。2.2关键技术创新（1）DBA衍生化策略的优化。异氰酸酯基团（-N=C=O）与仲胺（DBA）的伯胺氢反应生成稳定的取代脲衍生物，这一反应的速率常数大、产率高、副反应少，且衍生化产物在一般储存条件下可稳定保存数周之久。相较于早期标准中采用的硝基试剂衍生化方法（如Marcali法），DBA衍生化法具有更高的反应选择性和衍生化效率，可在采样现场即时完成衍生化锁定，避免了异氰酸酯在采样运输过程中的降解与损失，显著提高了测定结果的准确性。（2）LC-MS联用技术的引入。本标准充分吸收了液相色谱-质谱联用技术近年来的快速发展成果。相较于早期版本中使用的紫外检测器（UV）或荧光检测器（FLD），质谱检测器在多反应监测（MRM）模式下可提供更高的灵敏度和选择性。在电喷雾电离源（ESI）正离子模式下，DBA-异氰酸酯衍生物可形成稳定的质子化分子离子，通过特征性母离子-子离子跃迁实现复杂基质中目标化合物的高选择性检测。该方法的检出限可达0.01μg/mL以下，按标准采样体积（15L）计，可满足当前最严格的职业接触限值（如0.005ppm）的测定要求。（3）多组分同步测定能力。本标准建立了一次采样、同时测定多种异氰酸酯单体和低聚物的分析方法。在实际工作场所中，异氰酸酯往往以混合物的形式存在（例如聚氨酯涂料中同时含有HDI单体和HDI缩二脲/三聚体），传统方法难以实现同步精确测定。本标准通过优化的色谱梯度洗脱程序和质谱多窗口采集方案，实现了在单次分析中完成多种目标物的分离和检测，极大提升了分析效率和标准化程度。2.3主要技术参数|参数项|技术要求||--------|----------||采样介质|DBA-甲苯溶液吸收管或DBA浸渍玻璃纤维滤膜||采样流量|0.5～2.0L/min（推荐1.0L/min）||采样体积|1～100L（视预期浓度而定）||衍生化试剂|二丁胺（DBA），纯度≥99%||色谱柱|C18反相色谱柱（粒径1.7～5μm）||流动相|乙腈/乙酸铵缓冲液梯度洗脱||离子化方式|电喷雾电离（ESI），正离子模式||检测方式|多反应监测（MRM）或选择离子监测（SIM）||检出限|≤0.01μg/mL（以HDI-DBA衍生物计）||定量限|≤0.03μg/mL||精密度（RSD）|日内≤5%，日间≤10%||加标回收率|85%～115%|三、标准修订与发展历程3.1历史沿革ISO17734系列标准的制定工作始于21世纪初。2006年，ISO首次发布了ISO17734-1:2006《工作场所空气用液相色谱和质谱法测定空气中的有机氮化合物第1部分：用二丁胺衍生物测定异氰酸酯》和ISO17734-2:2006（第2部分：用哌嗪衍生物测定芳香族异氰酸酯）。该系列标准替代了早期基于高效液相色谱-紫外检测（HPLC-UV）的ISO16702:2001，标志着异氰酸酯测定方法从单一色谱技术向色谱-质谱联用技术的跨越。2013年，ISO完成了ISO17734-1的第一次技术修订，形成了ISO17734-1:2013版本。该次修订主要根据各成员国实验室的协同验证结果，优化了采样流量、衍生化条件、色谱分离参数等技术细节，并增加了部分低聚物组分的定量方法。3.2本次修订（ISO17734-1:2026）的主要变化2026年5月，ISO正式发布了ISO17734-1:2026，对2013年版标准进行了全面系统的技术升级。本次修订在充分吸收近年来分析化学领域新技术成果的基础上，广泛征求了各成员国及国际职业卫生组织的意见，主要变化包括：（1）仪器适用范围的扩展。新版本明确定义了液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）作为推荐检测手段，同时对高效液相色谱-高分辨质谱（HPLC-HRMS）的适用性进行了补充说明。新增了关于质谱参数优化的指导性附录，帮助用户针对不同仪器平台建立和验证分析方法。（2）采样技术方案的更新。针对实际工作场所中异氰酸酯以混合相（蒸气和气溶胶）存在的情况，新版本增加了对双段采样系统（如冲击瓶+浸渍滤膜串联配置）的技术要求，完善了总异氰酸酯（单体+低聚物+聚合物）测定的采样方案。（3）质量保证与控制体系的强化。新版本扩展了实验室质量保证的内容，包括：添加了内标物（如2,6-TDI-DBA-d6等同位素标记衍生物）的使用建议、分析过程中的质量控制样品频率、方法验证的最低性能要求（如检出限、定量限、不确定度评估）等。（4）不确定度评估方法的引入。新版标准新增了测量不确定度评估的规范性附录，要求实验室基于方法验证数据和日常质控数据，按照ISO/IECGuide98-3（GUM）框架评定测定结果的扩展不确定度，为检测数据的国际互认奠定了计量学基础。（5）安全注意事项的强化。鉴于二丁胺和部分有机溶剂的毒性风险，新版增加了关于衍生化试剂安全操作、有机溶剂通风防护、废液处置等方面的补充说明。四、标准实施与应用前景4.1国际应用格局ISO17734-1:2026作为国际标准化组织发布的工作场所空气中异氰酸酯测定的基准方法，在全球职业卫生检测领域具有广泛影响。该标准已被欧盟标准化委员会（CEN）以双重编号方式采纳为欧洲标准（ENISO17734-1），并推荐各成员国将其转化为本国国家标准。在方法学层面，ISO17734-1:2026与以下相关标准构成有机的标准体系：|标准编号|标准名称|与ISO17734-1:2026的关系||----------|----------|---------------------------||ISO17734-2|第2部分：用哌嗪衍生物测定芳香族异氰酸酯|互补标准，针对芳香族异氰酸酯||ISO16702|用2-(1-甲氧基)苯基哌嗪衍生物和液相色谱测定有机异氰酸酯|方法学参考||ISO13137|工作场所空气用于测量化学制剂的个人采样泵|采样设备配套标准||ISO20581|工作场所空气测量程序的一般要求|方法验证和质控要求|4.2应用场景与领域（1）职业卫生合规性监测。各国职业卫生监管机构及第三方检测实验室可依据本标准对工作场所空气中异氰酸酯浓度进行定期监测，对照国家职业接触限值判定作业环境的合规性，为监管部门提供执法依据。（2）职业病危害评价。在新、改、扩建项目的职业病危害预评价和控制效果评价中，本标准提供了可靠的现场采样与实验室分析方法，使评价结论具有充分的数据支撑和科学基础。（3）个体暴露监测与流行病学研究。结合个体采样泵，该标准可用于作业人员个体暴露水平的监测与评估，为职业性哮喘等职业病的流行病学调查提供精确的暴露数据，支持剂量-反应关系的建立。（4）工程控制措施效果评估。在生产工艺改进、局部排风系统安装或个人防护装备选型后，利用本标准进行前后对比监测，定量评估工程控制措施对降低异氰酸酯暴露水平的实际效果。五、标准主要参与单位介绍5.1国际标准化组织ISO/TC146/SC2工作场所空气质量分技术委员会ISO17734-1:2026由国际标准化组织（ISO）下设的ISO/TC146（空气质量技术委员会