專利名稱：室內空氣中易溶解有機污染物分析方法
技術領域：
本發(fā)明屬于室內空氣中痕量水溶性有機污染物診斷的綜合技術領域，具體涉及一種室內空氣中易溶解有機污染物分析方法。本發(fā)明采用測定室內空氣凝結水水質來反映室內空氣質量的方法。具體是通過空 調制冷或抽濕機凝結等方式采集水樣，固相萃取技術富集易溶解污染物，氣相質譜及高效 液相色譜測定等技術，實現對室內空氣中水溶性有機污染物的富集和分析測定。。
背景技術：
人的生存離不開空氣，一個人每天平均呼吸2. 2萬次，吸入約1. 2萬升的空氣。人 的一生中約有80%的時間是在室內度過的，因此室內環(huán)境空氣質量與人類的生活息息相 關。北美和歐洲早在20世紀60年代末期就出現了關于室內空氣質量問題的報道，室內空 氣質量開始成為發(fā)達國家關注的問題之一。我國自20世紀80年代初開展室內空氣的污染 及危害研究，在室內揮發(fā)性有機物污染方面也開展了一些工作，主要集中在對城市建筑室 內污染物濃度的檢測方面。目前，國內外關于室內空氣質量監(jiān)測的文獻中，樣品的采集方法主要有以下兩種。 第一種是全量空氣采樣法，空氣采樣主要采用容器捕集，這種方法對采樣設備要求較高，成 本較高。第二種是固體吸附劑采樣法，這是目前應用最為廣泛的采樣方法，它具有設備要求 低，操作簡單，樣品易于保存和運輸等優(yōu)點。但是吸附劑的種類比較少，選擇受到一定的局 限，而且采樣時間長，不適宜多點同時采集樣品。本發(fā)明提出一個既簡便又適用的采集封閉室內空氣中溶解性有機物的方法—— 即采集室內空氣中的凝結水分析痕量有機物的方法?？諝饽Y水中的化學物質主要來自于 低空水汽上吸著或者結合的化學物質?？諝庵械娜芙庑晕镔|能夠共凝而進入空氣凝結水 中。低空水汽吸著或結合的化學物質種類及其含量都與空氣環(huán)境和人類活動有關。清潔空 氣環(huán)境中水汽吸著物或者結合物應是清潔空氣中所固有的物質；在受人類活動影響的空氣 環(huán)境中其水汽吸著物或者結合物常帶有人類活動的特征；空氣環(huán)境質量越好，水汽吸著或 者結合的污染物濃度越低；空氣環(huán)境質量越差，水汽吸著或者結合的污染物濃度越高。該方 法操作簡單，對設備要求較低，采樣周期較短且易于控制，樣品的后續(xù)處理技術成熟，尤其 是在監(jiān)測室內空氣中可溶性有機污染物上與傳統(tǒng)方法相比有明顯的優(yōu)勢。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種快速、靈敏、準確的室內空氣中易溶解有機物分析方 法，以實現對室內空氣中可溶性有機污染物的富集、測定和凈化。為實現上述目的，本發(fā)明提出的室內空氣中易溶解有機物分析方法通過固相萃 取、氣相質譜及高效液相色譜測定等多種技術的聯用，從而實現對空氣凝結水中可溶性有 機污染物的富集、凈化和測定。具體步驟如下(1)凝結水的收集
將待測房間密閉，開啟空調制冷系統(tǒng)，根據室內濕度，收集空調凝結水2-5小時； 或者采用抽濕機采集水樣，開啟抽濕機5-10小時，收集抽濕機水槽中凝結水；⑵水樣TOC的測定利用TOC儀測定步驟(1)得到水樣中的TOC含量所述TOC儀可以利用島津公司 的 SHIMADZU T0C-5000A 等；(3)固相萃取技術富集有機污染物用量筒準確量取兩份300ml步驟(1)所得水樣，選用C18小柱和活性炭小柱分別 對水樣中的極性和非極性有機物進行富集；a、非極性及弱極性有機污染物的富集選用C18小柱；分別用IOml 二氯甲烷和IOml去離子水以每分鐘2_5ml的速度流 經小柱使其活化，活化后溶液不必抽干；后加入300ml步驟(1)所得凝結水，徹底抽干后用 lml-3ml 二氯甲烷脫洗；得到富集污染物濃度富集100-300倍的樣品A，密封保存；b、極性有機污染物的富集選用石墨碳小柱；分別用IOml甲醇和IOml去離子水以每分鐘2_5ml的速度流 經小柱使其活化，活化后溶液不必抽干；后加300ml步驟(1)所得凝結水，徹底抽干后用 lml-3ml甲醇脫洗；得到富集污染物濃度富集100-300倍的樣品B，密封保存；(4)污染物的定性分析和定量分析氣相色譜/質譜聯用儀，單四極桿質量分析器和HP5MS色譜柱；色譜條件為進樣 口溫度250°C ；柱溫升溫程序為初始溫度為70°C，以10°C /min的速度升高到250°C，后保 持IOmin ；載氣為氦氣(純度> 99. 999%)，載氣流量為1. OOml/min ；進樣量0. 2-1. Ομ 1 ； 根據質譜結果識別污染物；對各有機污染物按色譜峰面積計算水樣中各種污染物的濃度；(5)污染物從水相到空氣中濃度的換算根據前期實驗結果發(fā)現在水樣采集過程中，即使是門窗關閉，空氣的交換率最小 也在100%左右；因此可以假設全部污染物都被收集在水相中；根據采集水樣量及水相中 污染物的濃度，可以計算出污染物總量；再根據不同房間的體積，即可計算空氣中污染物的 濃度。本發(fā)明的優(yōu)點如下1、本發(fā)明采用的凝結水采樣法，不僅操作簡單，方便；采樣設備要求低，限制較少， 適用于各種相對封閉環(huán)境。2、本發(fā)明中涉及到的水樣預處理方法簡單，而且富集倍數可控，適用于各個濃度 有機污染物的萃取。3、本發(fā)明中涉及到的水樣預處理方法操作時間短，并且可以多個樣品同時進行， 大大提高了效率。4、本發(fā)明適用于樣品中痕量有機物的測定分析，檢測限低，靈敏度高。5、本發(fā)明樣品分析速度快。平均每個水樣的富集、測定和數據處理累計時間為2-3 小時。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖2實施例1某新裝修房間抽濕機凝結水采用C18小柱富集300倍樣品的氣相-質譜圖譜及代表污染物。其中1號峰，2-乙基己酸；2號峰，2，4，6_三氯苯酚；3號峰， 鄰苯二甲酸二甲酯；4號峰，鄰苯二甲酸二異丁酯。圖3幾類典型房間中冷凝水中鄰苯二甲酸酯類污染物的濃度分布。
具體實施例方式實施例1運用本發(fā)明對某新裝修房間的抽濕機凝結水進行采樣分析。在采樣前，關閉門窗12小時左右。采樣在封閉條件下進行。選用川島DH-820B型 除濕機(輸出功率430W，除濕量20L/D，制冷劑注入量R22/250g)進行凝結水采集。開始前 紀錄當時溫度，濕度。采樣時間為5小時。采樣結束后，紀錄收集水槽中凝結水，待用。取 2ml水樣利用島津SHIMADZU T0C-5000A測定水樣中的TOC濃度。用量筒準確量取兩份300ml的水樣。第一份選用C18小柱進行固相萃取。分別 用IOml 二氯甲烷和IOml去離子水以每分鐘2 5ml的速度流經小柱使其活化，活化后溶 液不必抽干。后加300ml水樣，徹底抽干后用3ml 二氯甲烷脫洗。得到富集污染物濃度富 集100倍的樣品A。第二份選用石墨碳小柱。分別用IOml甲醇和IOml去離子水以每分鐘 2 5ml的速度流經小柱使其活化，活化后溶液不必抽干。后加300ml水樣，徹底抽干后用 3ml甲醇脫洗。得到富集污染物濃度富集100倍的樣品B。選用美國熱電公司的Trace DSQ高性能色/質聯用儀，測定樣品A及樣品B。單 四極桿質量分析器和HP5MS色譜柱。進樣口溫度250°C。升溫程序為初始溫度為70°C， 以10°C/min的速度升高到250°C，后保持lOmin。載氣為氦氣(純度> 99. 999%)，載氣流 量為1. OOml/min。根據質譜結果確定出主要污染物的類型。圖2中給出了 GC-MS圖譜，通 過圖中峰的位置可以確定出該房間的幾種典型有機污染物。在確定污染物種類的基礎上， 將選取一到兩種重要污染物作為目標物，繪制標準曲線。并根據色譜峰面積計算水樣中各 種污染物的濃度。以鄰苯二甲酸酯類的化合物作為例子，從圖3中可以看出在新裝修的房 間中，空氣冷凝水中鄰苯二甲酸酯類的濃度在25mg/L左右。再根據采集水樣量及水相中污 染物的濃度，可以計算出污染物總量。再根據不同房間的體積，即可計算空氣中污染物的濃 度。實施例2運用本發(fā)明對某化學實驗室的空調凝結水進行采樣分析。在采樣前，關閉門窗12小時左右。采樣在封閉條件下進行。選用海爾KFRD-72LW/ UA(F)型立式空調(制冷功率2700W，制冷量7200W)進行凝結水采集。開始前紀錄當時溫 度，濕度。采樣時間為5小時。采樣結束后，紀錄收集水槽中凝結水，待用。取2ml水樣利 用島津SHIMADZU T0C-5000A測定水樣中的TOC濃度。用量筒準確量取兩份300ml的水樣。第一份選用C18小柱進行固相萃取。分別 用IOml 二氯甲烷和IOml去離子水以每分鐘2 5ml的速度流經小柱使其活化，活化后溶 液不必抽干。后加300ml水樣，徹底抽干后用Iml 二氯甲烷脫洗。得到富集污染物濃度富 集300倍的樣品A。第二份選用石墨碳小柱。分別用IOml甲醇和IOml去離子水以每分鐘 2 5ml的速度流經小柱使其活化，活化后溶液不必抽干。后加300ml水樣，徹底抽干后用Iml甲醇脫洗。得到富集污染物濃度富集300倍的樣品B。選用美國熱電公司的Trace DSQ高性能色/質聯用儀，測定樣品A及樣品B。單 四極桿質量分析器和HP5MS色譜柱。進樣口溫度250°C。升溫程序為初始溫度為70V，以 10°C/min的速度升高到250°C，后保持IOmin。載氣為氦氣(純度> 99. 999% )，載氣流量 為1. 00ml/mino根據質譜結果確定出主要污染物的類型。選取一到兩種重要污染物作為目 標物，繪制標準曲線。并根據色譜峰面積計算水樣中各種污染物的濃度。以鄰苯二甲酸酯 類的化合物作為例子，從圖3中可以看出在化學實驗室中，空氣冷凝水中鄰苯二甲酸酯類 的濃度在7mg/L左右。再根據采集水樣量及水相中污染物的濃度，可以計算出污染物總量。 再根據不同房間的體積，即可計算空氣中污染物的濃度。實施例3
運用本發(fā)明對某電腦房的空調凝結水進行采樣分析。在采樣前，關閉門窗12小時左右。采樣在封閉條件下進行。選用海爾KFRD-72LW/ UA(F)型立式空調(制冷功率2700W，制冷量7200W)進行凝結水采集。開始前紀錄當時溫 度，濕度。采樣時間為5小時。采樣結束后，紀錄收集水槽中凝結水，待用。取2ml水樣利 用島津SHIMADZU T0C-5000A測定水樣中的TOC濃度。用量筒準確量取兩份300ml的水樣。第一份選用C18小柱進行固相萃取。分別 用IOml 二氯甲烷和IOml去離子水以每分鐘2 5ml的速度流經小柱使其活化，活化后溶 液不必抽干。后加300ml水樣，徹底抽干后用3ml 二氯甲烷脫洗。得到富集污染物濃度富 集100倍的樣品A。第二份選用石墨碳小柱。分別用IOml甲醇和IOml去離子水以每分鐘 2 5ml的速度流經小柱使其活化，活化后溶液不必抽干。后加300ml水樣，徹底抽干后用 3ml甲醇脫洗。得到富集污染物濃度富集100倍的樣品B。選用美國熱電公司的Trace DSQ高性能色/質聯用儀，測定樣品A及樣品B。單 四極桿質量分析器和HP5MS色譜柱。進樣口溫度250°C。升溫程序為初始溫度為70V，以 10°C/min的速度升高到250°C，后保持IOmin。載氣為氦氣(純度> 99. 999% )，載氣流量 為1. 00ml/mino根據質譜結果確定出主要污染物的類型。選取一到兩種重要污染物作為目 標物，繪制標準曲線。并根據色譜峰面積計算水樣中各種污染物的濃度。以鄰苯二甲酸酯 類的化合物作為例子，從圖3中可以看出在辦公室中，空氣冷凝水中鄰苯二甲酸酯類的濃 度在6mg/L左右。再根據采集水樣量及水相中污染物的濃度，可以計算出污染物總量。再 根據不同房間的體積，即可計算空氣中污染物的濃度。
權利要求
一種室內空氣中易溶解有機污染物分析方法，其特征在于具體步驟如下(1)凝結水的收集將待測房間密閉，開啟空調制冷系統(tǒng)，根據室內濕度，收集空調凝結水2-5小時；或者采用抽濕機采集水樣，開啟抽濕機5-10小時，收集抽濕機水槽中凝結水；(2)水樣TOC的測定利用TOC儀測定步驟(1)得到水樣中的TOC含量(3)固相萃取技術富集有機污染物a、非極性及弱極性有機污染物的富集選用C18小柱；分別用10ml二氯甲烷和10ml去離子水以每分鐘2-5ml的速度流經小柱使其活化，然后加入300ml步驟(1)所得凝結水，徹底抽干后用1ml-3ml二氯甲烷脫洗；得到富集污染物濃度富集100-300倍的樣品A，密封保存；b、極性有機污染物的富集選用石墨碳小柱；分別用10ml甲醇和10ml去離子水以每分鐘2-5ml的速度流經小柱使其活化，然后加300ml步驟(1)所得凝結水，徹底抽干后用1ml-3ml甲醇脫洗；得到富集污染物濃度富集100-300倍的樣品B，密封保存；(4)污染物的定性分析和定量分析氣相色譜/質譜聯用儀，單四極桿質量分析器和HP5MS色譜柱；色譜條件為進樣口溫度250℃；柱溫升溫程序為初始溫度為70℃，以10℃/min的速度升高到250℃，后保持10min；載氣為氦氣，載氣流量為1.00ml/min；進樣量0.2-1.0μl；根據質譜結果識別污染物；對各有機污染物按色譜峰面積計算水樣中各種污染物的濃度；(5)污染物從水相到空氣中濃度的換算根據前期實驗結果發(fā)現在水樣采集過程中，即使是門窗關閉，空氣的交換率最小也在100％左右；因此可以假設全部污染物都被收集在水相中；根據采集水樣量及水相中污染物的濃度，可以計算出污染物總量；再根據不同房間的體積，即可計算空氣中污染物的濃度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種室內空氣中易溶解有機污染物分析方法，具體是通過測定收集室內空氣凝結水，分析凝結水中有機污染物種類和含量來反映室內空氣質量的一種方法。由于收集得到的凝結水中有機污染物濃度比較低，需要利用固相萃取技術富集水中有機污染物，進而借助氣相色譜/質譜儀和高效液相色譜儀對進行定性和定量分析。本發(fā)明采樣方法簡便，樣品分析速度快，樣品預處理成本低，對空氣中痕量揮發(fā)性有機污染物、溶解性有機物，不僅可以準確定性又可精確定量，檢測限低，靈敏度高。是一種對室內空氣中有機污染物的快速、靈敏、準確的分析方法，尤其適用于相對封閉的環(huán)境，如辦公大樓，機艙等。
文檔編號G01N30/08GK101825612SQ201010179350
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者周磊, 孟祥周, 梁鈧, 段艷萍, 鄔言, 陳玲 申請人:同濟大學