【摘要】 HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪对挥发性有机化合物的检测具有很高的灵敏度。探讨采用不同浓度的苯系物标气做一条标准曲线编辑出一个自动鉴别和定量所选化合物的库文件，进行准确的定量分析。以及在监测工作中的应用。

关键词：苯系物 定量

 

1 前言

HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪可鉴别与定量挥发性有机化合物（VOCs），可检测出低含量的危害健康和环境的污染物。使用HAPSITE内部标准气体只能做半定量检测，结果存在很大的误差。为了能满足我们日常监测工作中准确定量的要求，需要对常见有机污染物进行快速准确的定量分析为环境污染事故决策提供准确的数据依据。

环境空气中苯系物的污染，已经成为人们关注的焦点。苯系物通常包括苯，甲苯，乙苯，邻、间、对位的二甲苯，异丙苯，苯乙烯八种化合物。除苯是己知的致癌物以外，其它七种化合物对人体和水生生物均有不同程度的毒性。苯系物的工业污染源主要是石油、化工、炼焦生产的废水。同时，苯系物作为重要溶剂及原料有着广泛的应用，在油漆、农药、医药、有机化工等行业的废水中也含有较高含量。苯是一种无色具有特殊芳香气味的液体。甲苯、二甲苯属于苯的同系物，它们都具有易挥发、易燃、蒸汽易爆炸性的特点。苯主要存在于油漆（苯系物是油漆中不可缺少的溶剂）、油漆涂料添加剂与稀释剂、胶粘剂、防水材料中，尤其是一些用原粉加稀料配制成的涂料中苯的含量较高。

 

2 实验部分

2.1 仪器

2.1.1 HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪；

2.1.2 HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪空柱；

2.1.3 笔记本电脑以及数据采集和处理系统

2.1.4 动态气体稀释仪

 

2.2 方法原理

HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪（GC/MS）用于测量挥发性有机污染物。 HAPSITE适用于便携性的现场检测，可一人携带和操作HAPSITE。HAPSITE可用电池工作，使用机内的载气和内部标准气体接受和分析样品。HAPSITE采用两种分析技术分离、鉴别和测量通过进样管进入气流中的有机化合物。利用HAPSITE对挥发性有机物的鉴别具有极高的灵敏度，可对空气中的苯系物进行准确的分析。

利用HAPSITE中的定量分析方法可设置编辑出一个自动鉴别和定量所选化合物库文件。在此次实验中采用HAPSIT的Air 15 Min Loop样品环方法，HAPSITE的检测限为低ppm至高ppb

3 方法过程

在定量方法中库是关键要素。它包含三组信息：保留时间，用于定位和鉴别化合物的质谱数据，以及用于计算化合物浓度的响应因素。

3．1设置定量分析过程包含下列步骤

1．准备一个标准或多个浓度的标准气体

2．利用HAPSITE收集一个或多个浓度值的化合物的代表性数据文件

3．鉴别化合物和建立库

4．利用收集到的多个浓度值的化合物的数据文件建立校准库

5．收集和处理未知样品生成定量报告

3．2 实验步骤

3．2．1准备一个标准或多个浓度的标准气体

使用国家标样所编号为GSB07-1989-2005,批号为2706048的氮气中7种苯系物的标准气体。浓度分别为：苯（4.64±0.24ppm）甲苯（4.87±0.25ppm）乙苯（5.01±0.26ppm）对二甲苯（5.01±0.26ppm）邻二甲苯（5.05±0.26ppm）间二甲苯（5.00±0.25ppm）苯乙烯（4.97±0.25ppm）。

依次用高纯氮气把标气浓度分别稀释至一倍、二倍。

稀释一倍后的浓度为：苯（2.32±0.24ppm）甲苯（2.43±0.25ppm）乙苯（2.50±0.26ppm）对二甲苯（2.50±0.26ppm）邻二甲苯（2.52±0.26ppm）间二甲苯（2.50±0.25ppm）

稀释二倍后的浓度为：苯（1.16±0.24ppm）甲苯（1.22±0.25ppm）乙苯（1.25±0.26ppm）对二甲苯（1.25±0.26ppm）邻二甲苯（1.26±0.26ppm）间二甲苯（1.25±0.25ppm）。

3．2．1利用HAPSITE收集一个或多个浓度值的化合物的代表性数据文件

 

 

 

3．2．1利用收集到的多个浓度值的化合物的数据文件建立校准库

HAPSITE软件的校准功能是用于设置或定义定量方法。ID未知功能是用于处理和查阅定量方法的结果。对三个不同浓度标准气体，各苯系物浓度值不同应使用最高或中等程度的标准而不是最低浓度值建立标准。所以在浓度区中分别输入标准气体为5ppm、1.2ppm（稀释二倍）、2.5ppm（稀释一倍）的浓度。

利用HAPSITE软件的calibrate校准功能依次由高到低为不同浓度的标准气体建立库。得到一个库的方法文件的方法bxwAir 15 Min Loop.mth。

 

从上图中可以看到各化合物标准曲线中的相关系数。如表1所示：

表1

化合物名称	曲线相关系数	标准偏差	斜率
Benzene(苯)	0．999	3．414	6．903
Toluene(甲苯)	1．000	8．573	4．254
Ethylbenzene(乙苯)	1．000	4．917	0．327
p-Xylene(对二甲苯)	1．000	5．685	0．537
Styrene(苯乙烯)	1．000	6．012	0．243

 

3．2．1收集和处理未知样品生成定量报告

定量方法建立后，在数据收集的过程中或以后结果会自动显示在HAPSITE LCD显示器上。

准备一个未知浓度的苯系物样品，在HAPSIT上运行苯系物定量分析方法（bxwAir 15 Min Loop.mth）。即可利用ID Unknowns功能完成定量报告。定量分析报告部分如下：

4．结果与讨论

HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪对挥发性有机化合物的检测具有很高的灵敏度和检出限。且具有很好的便携性，可用于快速准确的分析挥发性有机化合物。但HAPSITE中利用内部标气HAPSIT Internal Standard#2(BPFB)的半定量公式

(化合物靶离子的归一化#TIC值/ BPFB靶离子的归一化# TIC值）*5pmm=近似浓度。算出的化合物浓度有很大的误差。在应急监测工作中不能为事故决策提供准确的数据依据。

我们目前在HAPSIT的使用上只利用了其快速鉴别、定性各有机污染物的功能。通过对HAPSIT定量分析功能的初探，今后HAPSIT的使用有以下两个目的：

（1）利用不同浓度的标准气体完成各有机污染物定量分析方法的编写。尽可能完成常见的有机污染物定量库方法的编写。在以后的应急监测中可对定量库方法中含有的有机污染物进行快速准确的定量分析，为环境污染事故决策提供准确的数据依据。

（2）利用HAPSIT浓缩柱方法可检测出低浓度的挥发性有机化合物。采用比对试验方法完成环境中低浓度的挥发性有机化合物的准确定量检测。可利用于室内环境空气的检测。

（3）由于环境污染事故应急监测污染物成分比较复杂，本次实验只对苯系物建立了定量分析方法，其他有机污染物的定量分析方法需要多组分标准气体和动态气体稀释仪器来建立标准曲线，需要在以后的工作中逐步完善。

（4）本次实验摸索了苯系物的定量分析方法，为以后建立更多有机物定量分析法积累了经验，建立了完善的分析方法后，在以后的应及监测工作中可以在现场完成准确定量工作，而不只是有机污染物的定性和半定量分析，可以为环境管理和决策提供更准确的依据，也可以更好的发挥HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪的特点。