苯系物是苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯和對(duì)二甲苯等化合物的統(tǒng)稱(chēng)。苯系物在油漆、醫(yī)藥、有機(jī)合成等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，可在人類(lèi)居住和生存環(huán)境中被檢出，是空氣和廢氣中最常見(jiàn)的有機(jī)化合物。苯系物不僅在大氣中光化學(xué)反應(yīng)活性較高，屬于形成臭氧的前體物，形成二次氣溶膠導(dǎo)致霧霾，而且對(duì)人體的血液、神經(jīng)、生殖系統(tǒng)危害較大，長(zhǎng)期接觸可以導(dǎo)致人體患上貧血癥和白血病。

空氣和廢氣中苯系物的前處理方式主要有活性炭吸附二硫化碳解析法、吸附管采樣熱脫附法和罐采樣預(yù)濃縮法。活性炭吸附二硫化碳解析法操作簡(jiǎn)單，普及性好，但該方法檢測(cè)限較高，要用到毒性較大的二硫化碳，樣品前處理時(shí)間較長(zhǎng)，容易污染環(huán)境，損害實(shí)驗(yàn)人員身體健康；吸附管采樣熱脫附法通過(guò)加熱的方式將苯系物從吸附劑上脫附，不需有機(jī)溶劑處理，但脫附管使用前老化時(shí)間長(zhǎng)，不利于快速檢測(cè)；罐采樣預(yù)濃縮法檢出限低，近幾年應(yīng)用較為廣泛，但受預(yù)濃縮容量及“記憶效應(yīng)”影響，主要用于測(cè)定較為清潔的環(huán)境空氣，不適合高濃度目標(biāo)物的監(jiān)測(cè)。

筆者利用微吸附采樣器（CTS）、熱分離進(jìn)樣桿（TSP）和車(chē)載式氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀建立一種空氣中苯系物檢測(cè)方法。CTS是一種便攜式的采樣器，采樣前將毛細(xì)柱管捕集短柱安裝到CTS取樣頭，啟動(dòng)采樣器的微型泵使空氣樣品流過(guò)該短柱，目標(biāo)化合物就會(huì)被捕集到短柱內(nèi)。采樣結(jié)束后，將短柱取下，放入TSP專(zhuān)用樣品杯中，將樣品杯放入TSP進(jìn)樣桿，連接GC/MS進(jìn)樣口，樣品在GC-MS進(jìn)樣口熱脫附，進(jìn)入毛細(xì)管色譜柱分離，最后進(jìn)入MS檢測(cè)器分析。CTS可以同時(shí)采用6根毛細(xì)管柱捕集氣體樣品，可選擇一根或幾根吸附樣品柱進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，保存剩余的采集柱作為備份樣本。TSP方法的主要優(yōu)點(diǎn)是將不揮發(fā)基質(zhì)組分保留在微量樣品瓶中，每次進(jìn)樣后樣品瓶即可丟棄，而在傳統(tǒng)進(jìn)樣方式中，上述組分通常會(huì)污染GC襯管和色譜柱。車(chē)載式氣相色譜儀適于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，減少了樣品采集后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析所需的時(shí)間，也大大降低了在運(yùn)輸過(guò)程中樣品組成與含量發(fā)生變化的可能性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

熱分離進(jìn)樣桿（TSP）：G1181—64000型，美國(guó)安捷倫科技有限公司。微吸附氣體采樣器（CTS）：GSP-300FT-2型，泵流量范圍為10～300mL/min，美國(guó)安捷倫科技有限公司。車(chē)載式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：5975T型，美國(guó)安捷倫科技有限公司。氣體稀釋儀：4700型，美國(guó)Entech儀器有限公司。捕集短柱：PLOT-Q捕集短柱（20mm×0.53mm，20μm、40μm），HP-5捕集短柱（20mm×0.53mm，5μm），美國(guó)安捷倫科技有限公司。不銹鋼罐：6L，內(nèi)壁經(jīng)惰性化處理，美國(guó)Entech儀器有限公司。7種苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)氣體：含有苯、甲苯、乙苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯，編號(hào)為KX07186，其中各氣體均為1μmol/mol，中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

色譜柱：DB-5LTM型弱極性低熱容模塊毛細(xì)管柱（30m×0.25mm，0.25μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司），DB-624LTM型中等極性低熱容模塊毛細(xì)管柱（20m×0.18mm，1.0μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司）；保護(hù)柱：DB-5型（0.5m×0.25mm，0.25μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司），DB-624型（0.5m×0.18mm，1.0μm，美國(guó)安捷倫科技有限公司），與分析柱具有相同的固定相，與進(jìn)樣口連接；進(jìn)樣口：使用TSP，溫度為200℃，分流比為5∶1；載氣：氦氣，流量為1.0mL/min；程序升溫：初始溫度為40℃，保持5min，以10℃/min升溫至100℃，保持1min，以30℃/min升溫至180℃，保持2min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

離子源：電子轟擊電離EI源；電子能量：70eV；離子源溫度：230℃；掃描方式：全掃描，質(zhì)量范圍35～300Da。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 樣品采集與保存

將捕集短柱安裝到微吸附氣體采樣器的配套取樣頭上，采樣泵流量設(shè)定為100mL/min，采集2min。采樣結(jié)束后，將捕集短柱取下，置于1.5mL氣相棕色玻璃進(jìn)樣瓶中保存。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)氣體的制備

以高純空氣為底氣，使用氣體稀釋儀稀釋苯系物標(biāo)準(zhǔn)氣體，配制成系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，配制好的氣體儲(chǔ)存于6L不銹鋼罐中，濃度分別為10、20、50、100、150nmol/mol，將不銹鋼罐中的氣體充入1L氟聚合物氣袋中。使用CTS從充氣袋中分別吸取200mL氣體，用捕集短柱吸附不同質(zhì)量苯系物，用于GC-MS分析。短柱吸附苯系物的質(zhì)量見(jiàn)表1。

1.3.3 測(cè)定方法

將完成采集的捕集短柱置于一次性專(zhuān)用樣品杯中，然后放入TSP。將TSP連接分流/不分流進(jìn)樣口，進(jìn)行GC-MS分析。以保留時(shí)間和NIST譜庫(kù)定性，以色譜峰面積外標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 捕集短柱種類(lèi)的選擇

最佳的溶質(zhì)和吸附相極性匹配可以獲得最大的柱容量。在微吸附氣體采樣器上分別安裝PLOT-Q型（20mm×0.53mm，20μm）和HP-5型（20mm×0.53mm，5μm）捕集短柱，設(shè)置泵流量為100mL/min，時(shí)間為1min，進(jìn)行樣品采集。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同色譜條件下，使用PLOT-Q型捕集短柱脫附后各目標(biāo)物的響應(yīng)值明顯高于HP-5型柱。PLOT-Q型色譜柱為多孔層開(kāi)管柱，在管壁上涂一層多孔性吸附劑固體微粒，適合吸附揮發(fā)性有機(jī)物，因此選擇PLOT-Q型柱作為捕集短柱。

2.2 捕集短柱膜厚的選擇

為確定捕集短柱膜厚的影響，分別使用膜厚為20μm和40μm的PLOT-Q型柱，采集50nmol/mol的苯系物混合標(biāo)準(zhǔn)氣體。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同色譜條件下，兩種方式各化合物響應(yīng)強(qiáng)度無(wú)明顯差別，厚膜捕集短柱相對(duì)于薄膜捕集短柱保留時(shí)間靠后，這是因?yàn)楹衲どV柱的對(duì)目標(biāo)物的保留性更強(qiáng)，不易在進(jìn)樣口脫附。因此選擇膜厚為20μm的PLOT-Q型柱作為捕集短柱。

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