氢气和空气的气相色谱法测定室内环境中的苯和

为控制建筑材料和装修材料产生的室内环境污染，住建部发布了GB50325—2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（以下简称“规范”），对严重危害人体健康的苯和总挥发性有机化合物（TVOC）分别有严格的标准限量。还规定以苯、甲苯、对（间）二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷等混合标液中，8种组分作为TVOC测定值溯源的依据。TVOC包括苯含量，以下专指TenaxTA管采样的测值，需单独采集样品测定。苯用活性炭管采样，300～350 ℃下热解析测定TVOC用Tenax-TA管采样、250 ℃下热解析测定，但两个方法测定苯的结果可比性很差。用活性炭管采样测苯，会有不溶于水和有机溶剂（甲醇、甲苯、无水乙醇、二硫化碳、乙酸乙酯等）的类似炭黑的黑色物质，沉集到色谱仪的衬管壁和惰性棉上。将衬管置于超声清洗机中，用上述有机溶剂清洗无效，到厂家没有衬管供给时，仪器停用。用Tenax-TA管采样、250 ℃下热解析测定VOC，用氢气发生器+空压机供气装置供气时，苯峰总出现在程序升温开始前的10 min内，有时会出现被溶剂峰覆盖的问题。为此，本研究对气相色谱法准确测定苯和VOC进行了探索。

 实验部分

1.1 仪器和工作条件及标液

1.1.1 SP-1000气相色谱仪(北京北分瑞利分析仪器)，FID 检测器，色谱柱 50 m × 0. 25 mm × 1. 0 μm。配件：北京太极计算机公司的直接进样TJ-618热解析仪；北京中亚气体仪器研究所，WYB-1A 静音无油气泵，中惠普SPH-300高纯度氢气发生器；中惠普制氮发生器制高纯（99. 999%）氮气。

1.1.2 GC7890F 测定 VOC 的工作条件 Tenax-TA 管装入热解析仪后 40 ℃下启动，5 min 升温至 250 ℃保持 3 min。7 min 时，程序仪发信号启动色谱仪。进样口温度 200 ℃，FID 温度 280 ℃，柱压 100 kPa，分流比10∶2；氢气和空气的流量计控制，火焰为淡蓝色。柱初始温度50 ℃，保持5 min，程序升温5 ℃/min 至250 ℃，保持 2 min。

1.1.3 GC7820A色谱仪 主机GC7820A安捷伦公司生产，FID检测器，色谱柱60 m × 0. 32 mm × 1. 0 μm，最高柱温 320 ℃/340 ℃。配件：北京中科星源公司提供直接进样的 701 型热解析仪。钢瓶装的高纯（99. 999%）氮气、（99. 999%）氢气，助燃气为含氧气 20. 8%、纯度符合 GB/T19001—2008 的压缩空气，配置氩气减压阀。3 种气体均由武汉市明辉气体科技有限公司供给。

1.1.4 GC7820A 测定 VOC 的工作条件 Tenax-TA 管装入热解析仪后 50 ℃下启动，3 min 升温至 250 ℃，保持 3 min。5 min 时发信号启动色谱仪，进样口温度 200 ℃，FID 温度 250 ℃，柱流量 1. 25 mL/min，柱压10. 8 kPa，空气与氢气流量比 250∶30。色谱柱的初始温度 50 ℃保持 10 min，程序升温 5 ℃/min 至 250 ℃，保持 2 min。

2.3 苯的测定结果

在同一采样点，分别用活性炭管和Tenax-TA采样管，按流量0. 5 L/min采集空气10 L，共采集28个样品。

 结果讨论

3.1 放弃选用活性炭管采样

从所列结果的比较看，用 Tenax-TA 管和活性炭管采集的测值，前者是在规定的 250 ℃下热解析测定的，后者是在 320 ℃下热解析测定的，后者测值应高于前者，但实测值前者高于后者，难以解释。 表 1 的实验结果为 Tenax-TA 管的回收率高于活性炭管的。所以，放弃选用活性炭管采样检测苯。

3.2 选用钢瓶供气装置

调试 GC7820A 时，用氢发生器＋空压机供气，基线图谱为 Y 轴按空压机跳动周期的正负波型，安装人员要求改用钢瓶供气。安捷伦公司的钢瓶和减压阀不供给中国市场，选用本地供气商的高纯氢气供气满足要求。但厂家无合适的空气减压阀提供，以氮气减压阀替代不匹配，选用氩气减压阀满足要求。钢瓶供气装置代替氢气发生器 + 空压机供气装置，对色谱仪工作条件参照文献［6］优化后，开机测试标液时，苯峰意外地出现在程序升温开始后 14 min。期望苯峰不被溶剂峰覆盖的问题，随之得到了解决。
4～34 min，在程序升温区。可以得出以下分析结论：
1）钢瓶供气不会发生苯峰被溶剂峰遮盖的问题，因为钢瓶供气比氢气发生器 + 空压机供气苯峰的保留时间后延了 6. 636～6. 655 min，两者得以明显分离。
2）钢瓶供气与氢气发生器 + 空压机供气相比，钢瓶供气保留时间的重现性优于发生器 + 空压机供气。
3）钢瓶供气操作简单，不必进行氢气发生器 KOH 碱液浓度的维持、空压机空气冷却水的排除工作。

结语

本研究建立了 Tenax-TA 管采样、钢瓶供给，中惠普氢气发生器制高纯氢气和空气，同时测定空气中苯和 VOC 的新方法。方法操作简便、费用低，能得到定性、重现性好的测定结果，令测值更合理准确。可按文献对所述样品进行不同的前处理制备测试样品，测定室内装饰装修材料中的 VOC 和苯系物。