广中健检测技术有限公司
摘要:空气中的甲酸、乙酸用硅胶管采集,溶剂解吸后进样,经色谱柱分离,氢焰离子化检测器检测,以保留时间定性,峰面积定量。
但由于甲酸和乙酸含碳少,在氢焰离子化检测器检测相应值小,必须先在酸性条件下酯化后,才能有比较好的响应,达到好的分离效果,从而达到定量的目的。
关键词: 甲酸;乙酸;酯化;解吸
1目的
空气中的甲酸、乙酸用硅胶管采集,溶剂解吸后进样,经色谱柱分离,氢焰离子化检测器检测,以保留时间定性,峰高或峰面积定量。
氢焰离子化检测器对有机化合物具有很高的灵敏度,无机气体、水、四氯化碳等含碳少或不含碳的物质灵敏度低或不响应,甲酸只含有1个碳,乙酸只含有2个碳,在FID上的灵敏度过低,不能通过直接测试甲酸和乙酸。实验室用气相色谱法检测乙酸,按照国家标准上说的条件,用甲酸作为溶剂,但是保留时间比较接近,没办法将二者分开。而甲酸、乙酸在酸性条件下酯化后,响应值变大,且生成的甲酸乙酯和乙酸乙酯能够很好的分离, 所以可以作为定量分析的依据。
2仪器、消耗品
(1)硅胶管,溶剂解吸型,内装300mg/150mg 硅胶(用于乙酸), 或600mg/200mg 浸渍硅胶(用于甲酸)。
(2)溶剂解吸瓶,5mL。
(3)注射器,1mL。
(4)微量注射器,10μL。
(5)气相色谱仪,氢焰离子化检测器。
仪器操作条件:
色谱柱:0.32mm×30m, DF=0.25um,INERTCAP FFAP FAP: 硝基对苯二甲酸改性的聚乙二醇
柱温:75℃;
汽化室温度:135℃;
检测室温度:140℃;
气压: 0.02MPa。
3试剂
实验用水为蒸馏水。
(1)硫酸,ρ20=1.84g/mL。
(2)磷酸,ρ25=1.68g/mL。
(3)浸渍硅胶:将经过常规处理的硅胶于10.6g/L碳酸钠溶液中浸泡30min,倾去溶液,晾干,装管。实验室采购的是装好的浸渍硅胶管。
(4)解吸液:硫酸乙醇溶液。
(5)硫酸溶液,0.9mol/L:取10mL硫酸慢慢加入到190ml 水中。
(6)硫酸乙醇溶液:将15mL 硫酸慢慢加入到85mL 95%(v/v)乙醇中,混匀。
(7)标准储备溶液
甲酸,色谱纯标准;
乙酸,色谱纯标准;
甲酸、乙酸混合标准储备溶液:于5ml容量瓶中准确称取4.82mg甲酸(色谱纯标准)和7.25mg乙酸(色谱纯标准),用硫酸乙醇溶液定容,混匀,得965ug/mL的甲酸、1450ug/mL的乙酸标准贮备液,置于冰箱中保存。临用前,用硫酸乙醇溶液稀释。或使用国家认可的标准溶液。
2分析方法
2.1 对照试验:将硅胶管带至现场,除不连接空气采样器采集空气外,其余操作同样品,作为样品的空白对照。
2.2样品处理:将采过样的前后段硅胶分别倒入溶剂解吸瓶中,加入1mL硫酸乙醇溶液,55℃水浴加热1h,封闭后,振摇1min,解吸30min,解吸液供测定。若解吸液中待测物浓度超过测定范围,可用硫酸乙醇溶液稀释后测定,计算时乘以稀释倍数。
2.3标准曲线的绘制:
甲酸、乙酸混合标准曲线:用硫酸乙醇溶液稀释标准储备溶液,依次配成浓度为0、80、321、965ug/mL的甲酸标准系列和0、121、483、1450ug/mL的乙酸标准系列。
将装有混合标准系列的反应瓶放入55±0.5℃的恒温水浴锅中,加热60min。参照仪器操作条件,将气相色谱仪调节至最佳操作条件,在保温条件下,从反应瓶中抽取0.1uL进样,测定各标准系列。每个浓度重复测定3 次。以测得的峰面积均值对甲酸、乙酸浓度(ug/mL)绘制标准曲线。
标准系列的谱图如下:
2.4样品测定:
将采过样的前后段硅胶分别倒入溶剂解吸瓶中,加入 1mL硫酸乙醇溶液,55℃水浴加热1h,封闭后,振摇1min,解吸30min。解吸液供测定。若解吸液中待测物浓度超过测定范围,可用硫酸乙醇溶液释后测定,计算时乘以稀释倍数。
测得的样品峰面积值减去空白对照的峰面积值后,由标准曲线得甲酸、乙酸的浓度(ug/mL)。
2.5计算公式
(2)必须测试每批硅胶管的解吸效率。通过试验测得本批次的硅胶管甲酸的解吸效率为82%,浸渍硅胶管乙酸的解吸效率为88%。
(3)实例分析:
现场调查XX电子厂的XX车间清洗岗,发现该岗位的作业人员每天在此岗位接触甲酸和乙酸6小时,采样人员则在此岗位设置了一个长时间的采样,分别用硅胶管和浸渍硅胶管以50mL/min 流量采集2h 空气样品。环境温度29.3℃,湿度62%,大气压102.1MPa。
实验测得甲酸前段峰面积为40418,后段峰面积为0,甲酸样品空白峰面积为0;乙酸峰面积为43439,后段峰面积为0,乙酸样品空白峰面积为0。
根据线性方程:
甲酸:y=1188.535x+0.000,计算得c1=34.01μg/ml,c2=0
乙酸:y=1113.259x+0.000,计算得c1=39.02μg/ml,c2=0
解吸液体积v=1mL;
根据GBZ 159-2004,工作场所空气样品的采样体积,在采样点温度低于5℃和高于35℃、大气压低于98.8kPa和高于103.4 kPa时,采样体积与标准采样体积的误差>5%,不能忽略,应将采样体积换算成标准采样体积。换算公式如下:
算得该岗位的甲酸的长时间接触浓度CTWA=5.18mg/m3;
乙酸的长时间接触浓度CTWA=5.54mg/m3。
根据GBZ 2.1-2007,查得甲酸的PC-TWA= 10 mg/m3,乙酸的PC-TWA= 10 mg/m3,可以得出结论该岗位的甲酸和乙酸均未超出职业卫生接触限值,符合职业卫生要求。
3参考标准
(1)GBZ/T 160.59-2004 《工作场所空气有毒物质测定 羧酸类化合物》
(2)GBZ 159-2004 工作场所空气中有害物质监测的采样规范
(3)GBZ 2.1-2007 工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素
4相应记录
气相色谱仪检测记录(溶剂解吸)
5结束语
通过试验发现甲酸、乙酸在酸性条件下酯化后,相应值变大,且生成的甲酸乙酯和乙酸乙酯能够很好的分离,可以作为定性和定量分析的依据。
参考文献
[1]国家职业卫生标准
[2]中国工业医学杂志 2015年4月 第18卷第2期
论文作者:黄艳
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
标签:甲酸论文; 乙酸论文; 溶液论文; 标准论文; 硫酸论文; 乙醇论文; 溶剂论文; 《基层建设》2016年第34期论文;