苯系物一般是苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯和異丙苯的統稱，是許多污染源氣體中最常見的化合物[1]。不管在水環境還是大氣環境中，苯系物都是優先管控的主要污染物[2]。由于苯系物具有較強的揮發性，在常溫條件下容易揮發形成揮發性有機氣體，造成大氣環境污染。測定固定污染源廢氣中苯系物對于評價大氣污染狀況、控制大氣中VOCs的濃度具有重要意義。

目前環境空氣或者廢氣中苯系物的分析方法主要有熱脫附法[3]、活性炭吸附/二硫化碳解析氣相色譜法[4][5][6]、蘇瑪罐采樣氣相色譜質譜法等[7]。采用熱脫附方法測定時，需要先制作校準系列吸附管，操作較為繁瑣。使用蘇瑪罐采樣氣相色譜法測定時，需要特殊儀器設備，花費較多。采用活性炭吸附-二硫化碳解析方法時，二硫化碳毒性較大且雜質較多，當樣品濃度較高時，會發生活性炭吸附管穿透現象。

氣袋采樣是一種比較成熟的采樣方法，具有成本低、測試時間快、氣袋可選規格多、操作簡便快捷等特點[8],在固定污染源廢氣檢測中得到了廣泛的應用[9]。文章使用氣袋采集污染源廢氣中的苯系物，采用直接進樣的方式，可同時測定廢氣中8種苯系物的含量。

1實驗部分

1.1儀器與材料

儀器：氣相色譜儀Agilent 7890A(FID檢測器);真空箱VOCs采樣器(RGK-W5);自動稀釋裝置ENTCH 4600D。

材料：氮氣中8種苯系物混合(大連大特氣體有限公司，標準值為25 μmol/mol左右，批號220929-L226303143);氣相色譜柱(Agilent DB-WAX 30 m×320 μm×0.25 μm);氣袋(聚氟乙烯材質，瑞思泰康科技有限公司)。

1.2氣相色譜分析條件

進樣口溫度：200℃;檢測器溫度：280℃;色譜柱升溫程序：65℃(保持15 min),以10℃/min升溫到100℃(保持5 min);載氣流速：5.0 mL/min; 燃燒氣流速：30 mL/min; 助燃氣流速：300 mL/min; 分流比為1:1;進樣體積：1.0 ml。

1.3實際樣品測定

1.3.1 樣品預處理

采樣應優先使用新氣袋，首先檢查是否漏氣及污染情況。采樣后氣袋樣品應迅速放入避光保溫的容器內保存，直至樣品分析前取出。使用全玻璃材質的注射器從采樣氣袋中直接抽取1.0 ml待測氣體，直接注入到氣相色譜儀，進樣測定。氣袋樣品須及時進行分析，對于在常溫下保存的樣品，在8 h內衰減緩慢，對于在溫度高的條件下，樣品損失加快。因此氣袋樣品的保存，應在常溫下保存，在8 h內完成分析。

1.3.2 定性和定量方法

固定污染源廢氣中8種苯系物用氣袋采集直接進樣，采用氣相色譜儀測定。以保留時間定性，色譜峰面積外標法定量。

2結果與討論

2.1系統適用性

取1.0 μmol/mol的苯系物標準氣體1 ml, 按照實驗條件，進樣分析，譜圖如圖1所示。8種苯系物保留時間均在15分種前。各目標物間分離度均符合要求，表明氣相色譜參數可以滿足實驗要求。

圖片

圖1 8種苯系物氣相色譜圖

(注：1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-對二甲苯；5-間二甲苯；6-異丙苯；7-鄰二甲苯；8-苯乙烯。)

2.2標準曲線

將25.0 μmol/mol的苯系物標準氣體，用自動稀釋裝置，配置成濃度標準氣體(標準系列氣體濃度依次為0.25 μmol/mol、0.5 μmol/mol、1.0 μmol/mol、2.5 μmol/mol、5.0 μmol/mol),對8種苯系物的混合標準氣體進行測定。分別以各組分的含量為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線，計算線性方程和相關系數。結果如表1所示，8種苯系物組分在規定的濃度范圍內，均有良好的線性關系，可以滿足監測分析的要求。按《環境監測分析方法標準制訂技術導則》(HJ 168-2020)附錄A.1規定，采取測定0.125 μmol/mol的苯系物標準氣體的方式進行方法檢出限和測定下限驗證。重復測定7次0.125 μmol/mol的苯系物標準氣體，計算7次平行測定的標準偏差，按公式計算方法檢出限及測定下限，檢出限均為0.1 mg/m3,測定下限均為0.4 mg/m3。

表1苯系物的工作曲線回歸方程及相關系數、檢出限、測定下限

序號 目標物 線性回歸方程 相關系數 檢出限

(mg/m3) 測定下限

(mg/m3)

1 苯 Y=6.547X+0.15 0.999 0.1 0.4

2 甲苯 Y=7.284X+0.16 0.999 0.1 0.4

3 乙苯 Y=7.690X+0.32 0.998 0.1 0.4

4 對二甲苯 Y=8.109X+0.40 0.998 0.1 0.4

5 間二甲苯 Y=8.349X+0.38 0.998 0.1 0.4

6 異丙苯 Y=8.421X+0.53 0.998 0.1 0.4

7 鄰二甲苯 Y=8.529X+0.22 0.998 0.1 0.4

8 苯乙烯 Y=7.845X+0.23 0.998 0.1 0.4

2.3精密度與準確度

按照色譜條件，取低、中和高三種濃度范圍進行了精密度測試。對上述三種濃度的標準氣體進樣測定，實驗結果如表2-表4所示。從表中可以看出，在低、中、高三種不同濃度下，測試的相測定結果的標準偏差分別為3.3%～7.9%、5.5%～7.7%、2.0%～7.3%,相對誤差最大不超過10%,說明方法具有良好的精密度和準確度。

表2低濃度標準氣體精密度與準確度測定數據

平行樣品號 苯 甲苯 乙苯 對二甲苯 間二甲苯 異丙苯 鄰二甲苯 苯乙烯

測

定

結

果 1 0.237 0.239 0.246 0.226 0.251 0.233 0.262 0.249

2 0.252 0.266 0.259 0.253 0.251 0.256 0.262 0.292

3 0.267 0.266 0.272 0.253 0.264 0.247 0.262 0.292

4 0.237 0.239 0.259 0.24 0.251 0.248 0.248 0.249

5 0.221 0.225 0.233 0.226 0.238 0.239 0.222 0.249

6 0.252 0.253 0.259 0.253 0.261 0.248 0.248 0.263

平均值 0.244 0.248 0.255 0.242 0.253 0.245 0.251 0.266

標準值 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250

RSD(%) 6.6 6.7 5.3 5.5 3.6 3.3 6.2 7.9

相對誤差(%) -2.4 -0.8 2.0 -3.2 1.2 -2.0 0.4 6.4

表3中濃度標準氣體精密度與準確度測定數據

平行樣品號 苯 甲苯 乙苯 對二甲苯 間二甲苯 異丙苯 鄰二甲苯 苯乙烯

測

定

結

果 1 0.939 1.09 0.857 0.919 0.918 1.09 0.899 0.955

2 0.985 1.06 0.922 0.985 0.983 0.933 0.952 0.998

3 0.955 1.02 0.87 0.946 0.931 0.974 0.899 0.94

4 1.11 1.13 1.030 1.11 1.10 1.01 1.07 1.11

5 1.05 1.03 0.961 1.04 1.02 1.03 1.02 0.998

6 1.08 1.04 0.987 1.07 1.05 1.05 1.05 1.04

平均值 1.02 1.06 0.938 1.01 1.00 1.01 0.982 1.01

標準值 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

RSD(%) 6.9 3.9 7.2 7.3 7.0 5.5 7.7 6.1

相對誤差(%) 2.0 6.0 -6.2 1.0 0.0 1.0 -1.8 1.0

表4高濃度標準氣體精密度與準確度測定數據

平行樣品號 苯 甲苯 乙苯 對二甲苯 間二甲苯 異丙苯 鄰二甲苯 苯乙烯

測

定

結

果 1 5.32 5.03 4.76 4.57 4.67 4.78 4.57 4.74

2 4.44 4.73 4.67 4.93 4.99 4.86 4.91 4.78

3 5.02 4.76 5.22 4.75 4.76 4.91 4.85 4.81

4 4.74 4.89 4.69 5.02 4.83 4.82 5.04 4.91

5 4.82 4.95 4.83 5.03 4.77 4.77 5.14 3.95

6 5.31 5.02 4.77 4.58 4.76 4.63 4.68 4.86

平均值 4.94 4.87 4.81 4.84 4.78 4.81 4.70 4.71

標準值 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

RSD(%) 6.4 2.9 3.9 4.2 2.3 2.0 4.7 7.3

相對誤差(%) -1.2 -2.6 -3.8 -3.2 -4.4 -3.8 -6.0 -5.8

2.4實際樣品分析

表5污染源廢氣排放口測定數據

目標物 1號樣品 2號樣品 3號樣品

苯 未檢出 未檢出 未檢出

甲苯 8.23 7.89 8.34

乙苯 未檢出 未檢出 未檢出

對二甲苯 4.25 3.78 4.11

間二甲苯 16.7 15.1 18.4

異丙苯 未檢出 未檢出 未檢出

鄰二甲苯 2.22 2.34 2.41

苯乙烯 未檢出 未檢出 未檢出

按照實驗條件，對某化工企業的廢氣排放口廢氣進行了采樣，采集3組樣品進行了檢測，實驗結果如表5所示。由表5可知，在廢氣排放口，苯、乙苯、異丙苯和苯乙烯均未檢出，間二甲苯濃度最高，鄰二甲苯濃度最低。

3結論

建立了氣袋采樣-氣相色譜法同時測定固定污染源廢氣中8種苯系物的痕量分析方法，對方法的標準曲線、檢出限和測定下限、精密度和準確度進行了考察，方法的標準曲線線性良好，相關系數均在0.998以上，具有良好的精密度和準確度。該方法使用氣袋采樣，成本低廉、操作便捷，無需復雜的儀器設備，節約了分析測試時間，提高了實驗效率。使用氣袋法采樣還便于樣品的稀釋，可以實現一次采樣，多次分析。用建立的方法分析了某化工企業污染源廢氣，可以檢出甲苯、對二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯等苯系物。實驗結果表明，該方法可以滿足固定污染源廢氣中8種苯系物的檢測。