作业场所空气中正庚烷的个体监测方法
陈卫 陈湘莹 许佳章
关键词：正庚烷 监测 空气
正庚烷是一种无色易挥发的液体，主要用途是作汽油辛烷值的测定，并用作溶剂、麻醉剂等，可由石油分馏而得，长期接触会出现头痛、头晕、乏力，部分人可有轻度中性粒细胞减少、消化不良等表现[1]。对正庚烷时间加权平均浓度测定方法国内尚未见报道。我们用低流量、长时间活性炭管采样，气相色谱法测定空气中正庚烷，现将方法报告如下。
一、材料与方法
1.原理：空气中正庚烷通过活性炭吸附，经热解吸，于FFAP柱分离，氢火焰离子化检测器检测。以保留时间定性，峰面积定量。
2.仪器：采用热解吸型活性炭管，内装100 mg活性炭；TWA-300型低流量空气采样器；RJ-1型热解吸炉；注射器：100 ml、5 ml、1 ml、10 μl、1 μl；气相色谱仪：带氢火焰离子化检测器，色谱柱为不锈钢柱，长3 m、内径2 mm，FFAP：Chromosorb W/AW=10∶100，柱温60 ℃，汽化室温度120 ℃，检测室温度150 ℃，载气(氮气)流量40 ml/min，六通阀气体定量进样器。
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3.试剂：正庚烷、正己烷、异辛烷、正辛烷均为色谱纯；FFAP 色谱固定液；Chromosorb W/AW 担体 60～80目；正庚烷标准气：用微量注射器准确抽取一定量的正庚烷(20 ℃时，1 μl正庚烷为0.683 7 mg)，注入100 ml注射器，配成标准气。
4.采样：在采样现场打开活性炭管两端封口，孔径至少2 mm。(1)作最高容许浓度卫生标准监测的采样时，将炭管与采样器相连，垂直放置，以0.2 L/min的流量采集5 L空气，采样后将管的两端套上塑料帽，带回实验室分析。(2)作时间加权平均浓度卫生标准监测的采样时，以30 ml/min的流速连续采样480 min，采样后将活性炭管的两端套上塑料帽，待分析。
5.分析步骤：(1)对照试验：打开活性炭管，带至现场，但不抽取空气，与样品同时分析，作为对照。(2)样品处理：把样品管的进气端与100 ml注射器相连，放在热解吸炉中，抽气端与热解吸器相连，于250 ℃用氮气以50～60 ml/min流量解吸至100 ml，待测。(3)标准曲线的绘制：用清洁空气稀释标准气成0.00、0.05、0.10、0.15 μg/ml标准系列，分别取1.0 ml进样，测量保留时间及峰面积。每个浓度重复3次。以峰面积均值对正庚烷浓度(μg/ml)绘制标准曲线。(4)样品测定：在标准曲线测定的条件下，分别取1.0 ml样品和空白对照的解吸气进样测定。以测得的样品峰面积值减去空白对照峰面积值后，由标准曲线查得正庚烷浓度。
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6.计算：
式中：C——空气中正庚烷浓度，mg/m3；100——样品解吸气的总体积，ml；c——测得的解吸气中正庚烷的浓度，μg/ml；V0——标准状况下的采样体积，L；D——解吸效率(%)。
二、结果与讨论
1.色谱条件的选择：根据正庚烷的理化性质及现场可能共存的物质，选择FFAP柱[2]作为应用柱子，对柱温、检测器的温度、汽化室的温度、载气流量等因素进行对比试验，选择了最佳条件。在柱温为60 ℃，检测器温度为150 ℃，汽化室温度为120 ℃，氮气流量为40 ml/min下对正庚烷、正己烷、异己烷、正辛烷、正戊烷均能得到很好分离，见图1。
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0.57 min——空气；0.66 min——正戊烷；0.72 min——异己烷；
0.74 min——正己烷；0.97 min——正庚烷；1.41 min——正辛烷
图1 60 ℃时各烷烃的分离色谱图
2.方法的线性范围及检出限：按分析步骤配制一系列正庚烷标准，在本法选择的条件下制备标准曲线(图2)。在0～150 mg/m3范围呈线性关系，最低检测浓度为0.10 mg/m3。
图2 正庚烷标准曲线
, 百拇医药 3.方法的精密度试验：用贮备液配制3种不同浓度(6.84、68.40、137.00 mg/m3)的正庚烷标准气体，取1 ml进样。正庚烷平均测定浓度分别为(6.81±0.126)、(67.90±3.893)、(136.50±0.335)mg/m3。3种浓度测定的结果重现性较好，变异系数为0.2%～5.7%，符合《车间空气监测检验方法研究规范》的要求[3]。
4.活性炭管对正庚烷的穿透含量：在正庚烷的浓度为513 mg/m3、室温28 ℃、相对湿度85%的条件下，以30 ml/min的流速连续采样480 min。100 mg活性炭的穿透容量大于7.4 mg。
5.正庚烷的热解吸效率：于活性炭管中，加入一定量的正庚烷标准液，样本数为6。立即套上塑料帽，放置一个晚上后，再按分析步骤测定正庚烷的含量。结果显示，加入正庚烷标准液3.42 μg/ml时，平均测定浓度为2.86 mg/m3；加入正庚烷标准液6.83 μg/ml时，平均浓度为6.13 mg/m3；加入正庚烷标准液13.68 μg/ml时，平均浓度为11.32 mg/m3。其变异系数分别为4.1%、3.8%、4.3%。在本方法条件下，正庚烷热解吸效率为82.7%～89.6%。
, 百拇医药
6.正庚烷在活性炭管中的稳定时间：于一批活性炭中加入一定量的正庚烷标准溶液，立即用塑料帽套紧管口，于室温下保存。然后分别于当天、第2天、第6天、第8天各取6支分析，以当天的分析结果为100，计算存放不同时间的样品损失率。结果显示，上述4个时段正庚烷的平均浓度分别为195、193、191、183 mg/m3；其损失率分别为0%、1.0%、2.1%、6.2%。结果表明，正庚烷在活性炭管中较稳定，在室温下至少可保存8 d。
7.正庚烷的采样效率：在试验室模拟现场，加入少量的正庚烷、正己烷、正辛烷等干扰物质，串联两支活性炭管，以30 ml/min的流速，采样480 min，然后按分析步骤测定前、后两支活性炭管的正庚烷浓度，并计算前后活性炭管的采样效率。其结果显示，前段浓度分别为68 mg/m3和322 mg/m3，后段浓度分别为<0.01、0.54 mg/m3；采样效率为100%和99.8%。结果表明，当空气中的正庚烷浓度为68～322 mg/m3时，活性炭的采样效率为99.8%～100%，均符合《车间空气监测检验方法研究规范》的要求[3]。
, 百拇医药
8.现场应用：利用本法对深圳市某印刷厂生产场所内的3个不同作业点及环境进行监测，测得结果与现场情况相符，结果见表1。共存的物质不干扰正庚烷的测定，见图3。
表1 某印刷车间空气测定结果(mg/m3)
采样地点
正己烷
正庚烷
苯
甲苯
二甲苯
晒版工位
58.0
24.0
, 百拇医药
13.0
33.0
21.0
打样工位
18.0
12.0
16.0
19.0
校版台中部
58.0
19.0
6.7
2.1
, 百拇医药
车间环境
7.7
5.8
2.6
6.3
0.61 min——空气；0.852 min——正己烷；1.056 min——正庚烷；2.345 min——苯；2.921 min——甲苯；5.094 min——二甲苯
图3 某印刷车间空气中各烷烃的分离色谱图
三、小结
, 百拇医药
我们应用活性炭管采集空气中正庚烷，热解吸后，用气相色谱法氢火焰离子化检测器测定。实验证明，活性炭管对正庚烷的吸附效果良好，100 mg活性炭对正庚烷的穿透容量大于7.4 mg，样品在炭管中至少可保存8 d；当正庚烷的浓度为68～322 mg/m3时，采样效率达到99.8%～100%；方法的重现性好，不同浓度的变异系数为0.2%～5.7%；平均解吸效率为82.7%～89.6%；方法的最低检测浓度为0.10 mg/m3；空气中与正庚烷共存的正己烷、正辛烷、异辛烷、异己烷等在本方法条件下不干扰测定。
作者单位：陈卫(518020 深圳市卫生防疫站)
陈湘莹(518020 深圳市卫生防疫站)
许佳章(518020 深圳市卫生防疫站)
参考文献
[1]夏元洵，主编.化学物质毒性全书.上海：上海科学技术文献出版社，1991.456-457.
[2]辽宁省劳卫研究所“新通用柱研究”课题组.车间空气监测方法研究资料汇编.1994.10-12.
[3]中国预防医学科学院劳动卫生与职业病研究所.车间空气监测检验方法.第3版.北京：人民卫生出版社，1990.500-507., http://www.100md.com
关键词：正庚烷 监测 空气
正庚烷是一种无色易挥发的液体，主要用途是作汽油辛烷值的测定，并用作溶剂、麻醉剂等，可由石油分馏而得，长期接触会出现头痛、头晕、乏力，部分人可有轻度中性粒细胞减少、消化不良等表现[1]。对正庚烷时间加权平均浓度测定方法国内尚未见报道。我们用低流量、长时间活性炭管采样，气相色谱法测定空气中正庚烷，现将方法报告如下。
一、材料与方法
1.原理：空气中正庚烷通过活性炭吸附，经热解吸，于FFAP柱分离，氢火焰离子化检测器检测。以保留时间定性，峰面积定量。
2.仪器：采用热解吸型活性炭管，内装100 mg活性炭；TWA-300型低流量空气采样器；RJ-1型热解吸炉；注射器：100 ml、5 ml、1 ml、10 μl、1 μl；气相色谱仪：带氢火焰离子化检测器，色谱柱为不锈钢柱，长3 m、内径2 mm，FFAP：Chromosorb W/AW=10∶100，柱温60 ℃，汽化室温度120 ℃，检测室温度150 ℃，载气(氮气)流量40 ml/min，六通阀气体定量进样器。
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3.试剂：正庚烷、正己烷、异辛烷、正辛烷均为色谱纯；FFAP 色谱固定液；Chromosorb W/AW 担体 60～80目；正庚烷标准气：用微量注射器准确抽取一定量的正庚烷(20 ℃时，1 μl正庚烷为0.683 7 mg)，注入100 ml注射器，配成标准气。
4.采样：在采样现场打开活性炭管两端封口，孔径至少2 mm。(1)作最高容许浓度卫生标准监测的采样时，将炭管与采样器相连，垂直放置，以0.2 L/min的流量采集5 L空气，采样后将管的两端套上塑料帽，带回实验室分析。(2)作时间加权平均浓度卫生标准监测的采样时，以30 ml/min的流速连续采样480 min，采样后将活性炭管的两端套上塑料帽，待分析。
5.分析步骤：(1)对照试验：打开活性炭管，带至现场，但不抽取空气，与样品同时分析，作为对照。(2)样品处理：把样品管的进气端与100 ml注射器相连，放在热解吸炉中，抽气端与热解吸器相连，于250 ℃用氮气以50～60 ml/min流量解吸至100 ml，待测。(3)标准曲线的绘制：用清洁空气稀释标准气成0.00、0.05、0.10、0.15 μg/ml标准系列，分别取1.0 ml进样，测量保留时间及峰面积。每个浓度重复3次。以峰面积均值对正庚烷浓度(μg/ml)绘制标准曲线。(4)样品测定：在标准曲线测定的条件下，分别取1.0 ml样品和空白对照的解吸气进样测定。以测得的样品峰面积值减去空白对照峰面积值后，由标准曲线查得正庚烷浓度。
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6.计算：
式中：C——空气中正庚烷浓度，mg/m3；100——样品解吸气的总体积，ml；c——测得的解吸气中正庚烷的浓度，μg/ml；V0——标准状况下的采样体积，L；D——解吸效率(%)。
二、结果与讨论
1.色谱条件的选择：根据正庚烷的理化性质及现场可能共存的物质，选择FFAP柱[2]作为应用柱子，对柱温、检测器的温度、汽化室的温度、载气流量等因素进行对比试验，选择了最佳条件。在柱温为60 ℃，检测器温度为150 ℃，汽化室温度为120 ℃，氮气流量为40 ml/min下对正庚烷、正己烷、异己烷、正辛烷、正戊烷均能得到很好分离，见图1。
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0.57 min——空气；0.66 min——正戊烷；0.72 min——异己烷；
0.74 min——正己烷；0.97 min——正庚烷；1.41 min——正辛烷
图1 60 ℃时各烷烃的分离色谱图
2.方法的线性范围及检出限：按分析步骤配制一系列正庚烷标准，在本法选择的条件下制备标准曲线(图2)。在0～150 mg/m3范围呈线性关系，最低检测浓度为0.10 mg/m3。
图2 正庚烷标准曲线
, 百拇医药 3.方法的精密度试验：用贮备液配制3种不同浓度(6.84、68.40、137.00 mg/m3)的正庚烷标准气体，取1 ml进样。正庚烷平均测定浓度分别为(6.81±0.126)、(67.90±3.893)、(136.50±0.335)mg/m3。3种浓度测定的结果重现性较好，变异系数为0.2%～5.7%，符合《车间空气监测检验方法研究规范》的要求[3]。
4.活性炭管对正庚烷的穿透含量：在正庚烷的浓度为513 mg/m3、室温28 ℃、相对湿度85%的条件下，以30 ml/min的流速连续采样480 min。100 mg活性炭的穿透容量大于7.4 mg。
5.正庚烷的热解吸效率：于活性炭管中，加入一定量的正庚烷标准液，样本数为6。立即套上塑料帽，放置一个晚上后，再按分析步骤测定正庚烷的含量。结果显示，加入正庚烷标准液3.42 μg/ml时，平均测定浓度为2.86 mg/m3；加入正庚烷标准液6.83 μg/ml时，平均浓度为6.13 mg/m3；加入正庚烷标准液13.68 μg/ml时，平均浓度为11.32 mg/m3。其变异系数分别为4.1%、3.8%、4.3%。在本方法条件下，正庚烷热解吸效率为82.7%～89.6%。
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6.正庚烷在活性炭管中的稳定时间：于一批活性炭中加入一定量的正庚烷标准溶液，立即用塑料帽套紧管口，于室温下保存。然后分别于当天、第2天、第6天、第8天各取6支分析，以当天的分析结果为100，计算存放不同时间的样品损失率。结果显示，上述4个时段正庚烷的平均浓度分别为195、193、191、183 mg/m3；其损失率分别为0%、1.0%、2.1%、6.2%。结果表明，正庚烷在活性炭管中较稳定，在室温下至少可保存8 d。
7.正庚烷的采样效率：在试验室模拟现场，加入少量的正庚烷、正己烷、正辛烷等干扰物质，串联两支活性炭管，以30 ml/min的流速，采样480 min，然后按分析步骤测定前、后两支活性炭管的正庚烷浓度，并计算前后活性炭管的采样效率。其结果显示，前段浓度分别为68 mg/m3和322 mg/m3，后段浓度分别为<0.01、0.54 mg/m3；采样效率为100%和99.8%。结果表明，当空气中的正庚烷浓度为68～322 mg/m3时，活性炭的采样效率为99.8%～100%，均符合《车间空气监测检验方法研究规范》的要求[3]。
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8.现场应用：利用本法对深圳市某印刷厂生产场所内的3个不同作业点及环境进行监测，测得结果与现场情况相符，结果见表1。共存的物质不干扰正庚烷的测定，见图3。
表1 某印刷车间空气测定结果(mg/m3)
采样地点
正己烷
正庚烷
苯
甲苯
二甲苯
晒版工位
58.0
24.0
, 百拇医药
13.0
33.0
21.0
打样工位
18.0
12.0
16.0
19.0
校版台中部
58.0
19.0
6.7
2.1
, 百拇医药
车间环境
7.7
5.8
2.6
6.3
0.61 min——空气；0.852 min——正己烷；1.056 min——正庚烷；2.345 min——苯；2.921 min——甲苯；5.094 min——二甲苯
图3 某印刷车间空气中各烷烃的分离色谱图
三、小结
, 百拇医药
我们应用活性炭管采集空气中正庚烷，热解吸后，用气相色谱法氢火焰离子化检测器测定。实验证明，活性炭管对正庚烷的吸附效果良好，100 mg活性炭对正庚烷的穿透容量大于7.4 mg，样品在炭管中至少可保存8 d；当正庚烷的浓度为68～322 mg/m3时，采样效率达到99.8%～100%；方法的重现性好，不同浓度的变异系数为0.2%～5.7%；平均解吸效率为82.7%～89.6%；方法的最低检测浓度为0.10 mg/m3；空气中与正庚烷共存的正己烷、正辛烷、异辛烷、异己烷等在本方法条件下不干扰测定。
作者单位：陈卫(518020 深圳市卫生防疫站)
陈湘莹(518020 深圳市卫生防疫站)
许佳章(518020 深圳市卫生防疫站)
参考文献
[1]夏元洵，主编.化学物质毒性全书.上海：上海科学技术文献出版社，1991.456-457.
[2]辽宁省劳卫研究所“新通用柱研究”课题组.车间空气监测方法研究资料汇编.1994.10-12.
[3]中国预防医学科学院劳动卫生与职业病研究所.车间空气监测检验方法.第3版.北京：人民卫生出版社，1990.500-507., http://www.100md.com