2019-09-25 11:00
前言
我国燃香历史起源悠久，早在 3000 多年前， 先民们就开始制作和使用香料用于驱疫避瘟、敬 天法祖，时至今日，袅袅燃香仍予人嗅觉上的享 乐，为生活平添一抹诗意。檀香、沉香、龙脑、乳 香、安息香等天然香料常见诸于各种传统制香原料 中，是其发挥特殊香型、功效的物质基础，但这些 香料大多来源稀缺且价格较为昂贵，一些不法商贩 为谋求暴利，常将各种劣质的化工产品添加入普通 木粉中以混淆天然香味成分，点燃该类燃香后空气 成分大多复杂，尤其是总挥发性有机物（Total Volatile Organic Compounds, TVOC）限值的超标， 更提示市面上各种鱼龙混杂、良莠不齐的燃香产品 需要公众谨慎购买使用。为更好管控燃香产品质量， 使得 TVOC 测定数据更加准确有效，文中依据 JJF 1059.1-《测量不确定度评定与表示》所述方 法 ，对热解析 - 气相色谱法测定作业场所燃香 空气中 TVOC 的测量不确定度进行分析，找出影响 不确定度的因素，对不确定度进行评估，给出不确 定度，如实反映测量的置信度和准确性。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
北分瑞利气相色谱仪； 毛细管柱：30m×φ0.320mm×0.25μm（HP-5）； 北京中惠普热解析仪；QC-2B 大 气采样器（北京市劳动保护研究所）；Tenax-TA 吸附管（英国 Markes 公司）；电子温湿度计（希 玛仪表公司）；空盒气压表（上海隆拓公司）； 1μL 微量进样器（上海高鸽工贸有限公司）；9 种 TVOC 标准溶液（中国计量科学研究院）：包 含苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、 乙苯、苯乙烯、乙酸丁酯、正十一烷 9 种物质； 1.8m×1.8m×1.8m 密闭的玻璃方箱（自制）。
2.2 热解析及色谱条件
2.2.1 热解析条件 干吹时间：1min；聚焦管初始温度：-20℃； 吸附管脱附温度：250 ℃； 吸 附 管 脱 附 时 间： 10min ；聚焦管脱附温度 ：250℃ ；聚焦管脱附时 间 ：5min；传输线温度：150℃。
2.2.2 色谱条件 柱 流 量：1ml/min； 升 温 程 序： 初 始 温 度 50 ℃， 保 持 10min， 以 5 ℃ /min 升 温 到 250 ℃ 保持 2min；检测器温度：250℃；尾吹气流量： 20ml/min； 氢 气 流 量：40ml/min； 空 气 流 量： 400 ml/min。
2.3 测试过程
2.3.1 样品测试 在 1.8m×1.8m×1.8m 密闭的玻璃方箱中间位 置设 1 个样品点，于该点处点燃燃香样品，在相 对样品点高度 1.5m 位置处，用连接有 Tenax-TA 管的大气采样器以 0.5L/min 的流速采样 40min， 记录此时温度、大气压。采样后，将 Tenax-TA 吸 附管经热解析仪中解吸附，进样到气相色谱仪中 检测，记录保留时间和峰面积。
2.3.2 标准曲线的绘制 用甲醇中 TVOC 的标准溶液配制 50ng/μL、 100ng/μL、200ng/μL、400ng/μL、600ng/μL、 800ng/μL、1000ng/μL 浓度系列，再分别用微 量进样器取 1μL 上述溶液注射并吸附到 Tenax 管 中，接着按样品测定的步骤从最低浓度开始依次 对上述吸附管进行热解析，并导入至气相色谱仪 中分析，绘制出标准工作曲线，以保留时间定性， 峰面积定量。
3 数学模型
根据 GB 26393-2011《燃香类产品有害物质测 试方法》[2] 及其引用文件 GB 50325-2001《民用建 筑工程室内环境污染控制规定》，计算公式如下： （1） 式中，CTVOC 为标准状态下所采燃香空气样品 中 TVOC 的浓度（mg/m3 ）；mi 为由标准曲线计算 燃香后空气 i 组分的质量（ng）；mi0 为由标准曲 线计算燃香前空气 i 组分的质量（ng）；Vnd 为标 准状态下的采样体积（L）。
4 不确定度来源及评定
4.1 不确定度来源
根据燃香中 TVOC 的测量方法和浓度计算公 式，不确定度的主要来源分为 A 类不确定度和 B 类不确定度：A 类不确定度包括方法重复性；B 类 包括采样过程和各组分质量引入的不确定，具体 包括采样器流量、计时器时间、大气压力、温度、 标准溶液、标准曲线的拟合、量器等因素。
4.2 不确定度评定
4.2.1 A 类不确定度
4.2.1.1 样品重复测量引入的相对标准不确定度 将 6 次采样相同样品的吸附管，在相同仪器 条件下重复测定，结果见表 1。 各 TVOC 组分重复测量结果的相对标准不确定 度按以下公式计算： （1）rel （2） 式中： ——标准偏差，ng；n——测量次数； ——n 次测量组分质量的平均值，ng。 由于苯乙烯与邻二甲苯在上述色谱条件下， 两个化合物峰不能完全分离，为便于统计，在对 TVOC 结果无影响条件下，将其合并计算。TVOC 各 组分的相对标准不确定度见表 1。由于各组分分 量最终需要加和计算 ，因此样品重复测量引 入的合成相对标准不确定
4.3 测量不确定评定报告
在 25℃环境温度、101kPa 大气压条件下， 点燃燃香产品后，在密闭的玻璃箱内以 0.5L/min 采集燃香空气 40min，该样品的 TVOC 测量结果为 C(TVOC)=（0.322±0.027）mg/m3 ， ＝ 2。
5 结语
采用热解析 -气相色谱法测定燃香空气中 TVOC，其测定结果的合成相对扩展不确定度为 0.084， 置信区间为 95%。影响结果不确定度的分量主要来自 样品重复测量、标准溶液、移液器、微量注射器、 标准曲线拟合以及采样过程。其中样品重复测量引 起的不确定度分量最大，其次是标准溶液引入的不 确定。因此，在燃香 TVOC 检测中需要注意操作者每 次操作的规范性，优化 TVOC 作业指导书，加强员工 的技能培训，以此减少实验操作重复性带来的不确 定影响。另外，在标准品管理和使用方面，标准品 的储备和稀释过程也应引起操作者重视。在检验工 作中测量不确定度的评定是其重要部分，燃香空气 TVOC 不确定度的评定对于完善燃香检测方法、提高 燃香测定数据结果的准确性有着指导性意义。