气相色谱法测定工作场所空气中乙醇及环己酮的含量
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作者:潘意隆
摘要：本文主要针对工作场所空气中乙醇及环己酮检测方法展开分析，采用气相色谱法同时测定工作场所空气中乙醇和环己酮的含量。以活性炭管采集乙醇和环己酮空气样品，使用二硫化碳解吸，用HP-INNOWAX毛细管柱分离，氢火焰离子化检测器FID检测，得到方法检出限、回收率和精密度等参数。本方法具有较好的实用性。
关键词：气相色谱法;毛细管柱;工作场所;乙醇;环己酮
中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.047
GC determination of ethanol and cyclohexanone in air of workplace
Pan Yilong
（Zhejiang Chengde Detection & Research Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315012，China）
Abstract：This article mainly analyzed the detection methods of ethanol and cyclohexanone in the air of the workplace， and used gas chromatography to simultaneously determine the content of ethanol and cyclohexanone in the air of the workplace.Air samples of ethanol and cyclohexanone were collected with an activated carbon tube， desorbed with carbon disulfide， and HP-INNOWAX capillary column was used for separation.The hydrogen flame ionization detector FID was used for determinnation to obtain the parameters such as method detection limit， recovery rate and precision.The method has good practicability.
Key words：Gas chromatography;Capillary column;Workplace;Ethanol;Cyclohexanone
乙醇在常溫常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，具有低毒性，国家尚未制定其检测方法[1]。《工作场所空气有毒物质测定 第84部分：甲醇、丙醇和辛醇》GBZ/T 300.84-2017只适用于甲醇、丙醇和辛醇的浓度的测定，未包括乙醇的测定。国外标准中《分析方法手册（第四版）》（美国职业安全与卫生研究所）中规定了工作场所中乙醇的测定，可作为参考标准。
环己酮常用于油墨和印刷工艺，作为乙酸乙酯、甲苯等溶剂的替代品[2-4]。随着环己酮在工业中和医药等方面的广泛应用，职业性接触环己酮的人群越来越多[4]。《工作场所空气有毒物质测定脂环酮和芳香族酮类化合物》GBZ/T160.56-2004规定了工作场所空气中环己酮的检测方法为气相色谱填充柱法。
在日常检测工作中，经常会遇到工作场所空气中乙醇和环己酮同时测定的需求，但对这2种物质同时测定的方法，目前国内尚未报道。本工作对气相色谱法同时测定工作场所空气中乙醇和环己酮的条件进行了研究和探讨，建立溶剂解吸-毛细管柱气相色谱法同时测定2种物质的方法。
1 试验部分
1.1 实验仪器
活性炭管（溶剂解吸型）、空气采样器（明华MH1200-B型）、微量注射器、气相色谱仪（安捷伦7890A，配氢火焰离子化检测器）。
1.2 试剂
解吸液（二硫化碳溶剂）：色谱鉴定无干扰峰。
乙醇和环己酮储备溶液：称取乙醇0.1022g，环己酮0.1008g于100mL容量瓶（预加解吸液约20mL）中，并用解吸液稀释至刻度，配成1022mg/L乙醇，1008mg/L环己酮标准储备溶液。使用时用解吸液稀释至曲线所需质量浓度。
乙醇、环己酮均为色谱纯。
1.3 仪器工作条件
极性毛细管色谱柱（HP-INNOWAX，30m×0.32mm×0.50μm），载气氮气（99.99%），进样口温度200℃，柱流量1.0mL/min，分流比10：1，FID检测器温度220℃，进样量为1μL;采用程序升温，初始温度60℃，保持0min;以20℃/min速率升温至150℃并保持2min。
1.4 试验方法
1.4.1 样品的采集和保存
在采样点，打开活性炭管两端，记录采样点温度和大气压，以100mL/min流量采集15min空气样品，采样后，立即封闭活性炭管两端，置清洁容器内运输和保存。
1.4.2 样品前处理
将采过样的前后段活性炭分别倒入两只溶剂解吸瓶中，分别加入1.0mL解吸液，封闭后，解吸30min，不时振摇，解吸液在仪器设定的工作条件下检测，用外标法进行定量。
1.4.3 计算方法
将采样体积换算成标准采样体积，公式如下：
式中：V0为标准采样体积，L;V为采样体积的数值，L;t为采样点的温度，℃;P为采样点的大气压，kPa。
各组分浓度的计算： 式中：c为空气中乙醇、环己酮浓度，mg/m3;c1、c2为测得前后段解吸液中乙醇、环己酮的质量浓度（减去样品空白），μg/mL;n1、n2为前后段解吸液的稀释倍数;V1为解吸液的体积，mL;V0为标准采样体积，L;D为解吸效率，%。
2 结果与讨论
2.1 色谱条件的选择
2.1.1 色谱柱
分离酮类一般选用极性柱，分离醇类极性与非极性柱均可;对比非极性柱HP-1和极性柱HP-INNOWAX，结果表明，极性柱HP-INNOWAX分离效果较好，保留时间短。试验选用HP-INNOWAX毛细管色谱柱（30m×0.32mm×0.50μm）為分离柱，乙醇和环己酮的色谱图见图1。
2.1.2 柱温和柱流量
柱温的参数的确定原则包括待测物全部有效分离和所有组分均能流出色谱柱，分析时间尽量缩短。实验结果表明，采用程序升温的方式，乙醇和环己酮的分离效果较好，程序升温参数见1.3节。柱流量通过实验，确定柱流量为1.0mL/min时，分离效果最好，未出现峰型不好，拖尾、待测物分离不好等情况。
2.1.3 进样口条件
考虑各组分沸点，为使各组分充分气化，进行多次试验，试验结果表明：进样口温度设置在200℃时，各组分可完全气化。进样方式对分流与不分流情况分别进行了试验，结果表明不分流进样时，溶剂峰过高且拖尾，与乙醇的分离度差。通过多次试验，确定的最佳分流比为10：1。
2.2 标准曲线和检出限
在仪器工作条件下，按试验方法测定乙醇和环己酮混合标准溶液系列，试验结果表明：乙醇和环己酮质量浓度在一定范围内与峰面积呈线性关系。线性回归方程、相关系数、检出限见表1。
配制曲线线性范围内低、中、高3种浓度水平的混合标准溶液，各取1.00mL混合标准溶液加入3根不同的空白活性炭吸附管内，以100mL/min流量采集15min的净化空气，重复6次，得到18根加标后的活性炭管，分别用解吸液解吸，按试验方法测定，结果见表2。
2.4 样品数据分析
2019年4月份对嘉善县某汽车悬挂灯生产企业中工作场所空气进行监测，该企业涉及移印和焊锡等工艺。根据现场采样点温度和大气压，采样体积换算成标准采样体积1.49L。检测结果显示，乙醇浓度为1.35～2.00mg/m3，环己酮浓度为3.95～4.64mg/m3，能较好的反映作业场所的污染物浓度。检测结果见表3。
3 结论
本文采用毛细管气相色谱法同时测定工作场所空气中乙醇和环己酮，两者分离效果好，操作相对简便，提高了检测的效率，同时具有良好的精密度和较高的回收率，可适用于工作场所职业危害及室内环境检测等。
参考文献
[1]谷玉会.废气中乙醇的测定[J].环境与发展，2016，28（2）： 51-53.
[2]李湘平，周卫东.环己酮生产现状及下游产业链分析[J].石油化工技术与经济，2016，32（4）：1-5.
[3]张胜军.我国环己酮市场分析[J].化学工业，2014，32（8）： 25-28.
[4]刘岭梅.环己酮市场现状及应用[J].河南化工，2002（1）： 10-11.
收稿日期：2019-12-19
作者简介：潘意隆（1981-），男，汉族，本科学历，中级，研究方向为检测工作与研究。
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