一種檢測氣體中鄰苯二甲酸酯含量的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測設(shè)備及檢測方法，尤其是一種檢測氣體中鄰苯二甲酸酯含量 的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鄰苯二甲酸酯(Phthalate Esters，簡稱PAEs)，又稱酞酸酯，具有芳香氣味，通常 為無色透明的油狀粘稠液體，難溶于水，易溶于甲醇、乙醚等有機溶劑，沸點較高，常溫下不 易揮發(fā)。鄰苯二甲酸酯是目前使用量最大的增塑劑，在增塑過程中，鄰苯二甲酸酯與聚烯烴 類塑料分子之間主要通過氫鍵與范德華力的物理融合而非化學(xué)結(jié)合，因而彼此保留著獨立 的化學(xué)性質(zhì)，隨著時間的推移，當(dāng)塑料制品接觸到油脂等有機溶劑或受熱后極易溶出和揮 發(fā)，從而進入周圍空氣中。此外，鄰苯二甲酸酯是一類親脂性的有機污染物，其性質(zhì)與側(cè)鏈 的長短有關(guān)。隨著側(cè)鏈長度的增加，鄰苯二甲酸酯的沸點升高，正辛醇/水分配系數(shù)(Kow)減 小，飽和蒸汽壓降低，分子量較大的鄰苯二甲酸酯具有較強的吸附親和力，易被吸附于顆粒 物和材料表面。鄰苯二甲酸酯具有致癌、致畸、致突變作用，具有抗雄激素效應(yīng)，對雄性嚙齒 動物具有較強的生殖毒性，可造成宮內(nèi)暴露的雄性子代生殖器畸形，主要表現(xiàn)為前列腺畸 形、尿道下裂、隱睪等，亦可在極低的濃度下干擾人和動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)，致使生殖機能失 常。
[0003] 從20世紀(jì)30年代開始，鄰苯二甲酸酯常用作塑料特別是聚氯乙烯(PVC)的增塑劑， 添加到聚合物中以增強材料的柔韌性和拉伸性。鄰苯二甲酸酯是生產(chǎn)和消費量最大的增塑 劑，占增塑劑總產(chǎn)量的88%，世界上每年有幾百萬噸的鄰苯二甲酸酯被添加于聚乙烯地板、 壁紙、玩具、食品包裝材料、醫(yī)用血袋和膠管、清潔劑、個人護理用品等，如指甲油、頭發(fā)噴霧 劑、洗發(fā)液和沐浴液等數(shù)百種產(chǎn)品中。鄰苯二甲酸酯在塑料制品中的含量一般在10~60% 范圍內(nèi)。由于鄰苯二甲酸酯使用廣泛，在水、土壤、空氣、食品及人體中也經(jīng)常被測出，這意 味著它已成為普遍的環(huán)境污染物。由于鄰苯二甲酸酯對人體健康的影響和生態(tài)環(huán)境的破 壞，調(diào)查和分析各種介質(zhì)中鄰苯二甲酸酯濃度就顯得尤為重要。目前國內(nèi)外對空氣中鄰苯 二甲酸酯類的采樣主要涉及氣相的采集，并未將氣相和顆粒相PAEs全部富集，導(dǎo)致對室內(nèi) 鄰苯二甲酸酯污染水平的低估。氣體中鄰苯二甲酸酯含量的檢測方法的建立和裝置的研發(fā) 使得我們能夠?qū)ζ溥M行檢測，可以精確地測定空氣中鄰苯二甲酸酯的濃度水平，為研究污 染物的來源以及迀移轉(zhuǎn)化規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。
[0004] 液體中PAEs濃度的檢測主要采用離子液體分散液-液微萃取法進行富集，再采用 頂空-氣相色譜-質(zhì)譜連用法檢測富集液中的PAEs。固體中PAEs濃度的檢測方法一般是將固 體樣品處理成小顆粒后放入己烷與丙酮的混合液中進行微波萃取，萃取后的溶液再進行 GC-MS分析。常用的氣體中PAEs濃度的檢測方法主要有以下幾種:微孔濾膜法常用于大氣環(huán) 境或大空間內(nèi)顆粒物的采集，并不適用于濃度較低，采樣時間較長的室內(nèi)空氣樣品；溶劑吸 收法常用于采集空氣中的氣態(tài)或蒸氣態(tài)物質(zhì)，也可采集部分與其共存的氣溶膠;活性炭管 法適用于小范圍內(nèi)空氣調(diào)查采樣。預(yù)處理環(huán)節(jié)常采用索式萃取或超聲萃取方式，萃取溶劑 主要有甲醇、二氯甲烷/丙酮（1:1，V:V)和二氯甲烷，分析方法一般為毛細(xì)管柱進行色譜分 析。
[0005] 現(xiàn)有的檢測設(shè)備對氣體中氣相與固相鄰苯二甲酸酯的富集率不高，導(dǎo)致采樣效率 較低，易產(chǎn)生誤差，影響檢測結(jié)果。利用有機溶劑浸泡微孔濾膜收集固相鄰苯二甲酸酯時， 有機溶劑揮發(fā)使采樣效率降低，該方法常用于大氣環(huán)境或較大空間內(nèi)氣體中固態(tài)鄰苯二甲 酸酯的采集，并不適用于鄰苯二甲酸酯濃度較低，采樣時間較長的室內(nèi)空氣樣品。利用溶劑 富集氣相鄰苯二甲酸酯時，溶劑一般為有機溶劑，具有較大的揮發(fā)性，易產(chǎn)生精度差、采樣 率低的問題，數(shù)據(jù)表明，以lL/min的流量采樣lh，采樣效率約為50%-60%，檢測限為 1.32ug/m 3。利用活性炭收集以及離心分離時，由于小顆?；钚蕴繐p失等原因，容易造成鄰 苯二甲酸酯的損失，采樣速率為lL/min，采樣時間約為3d，采樣時間較長，樣品回收率不高。
[0006] 另外氣體中鄰苯二甲酸酯含量的檢測方法常使用外加流量采樣器收集氣固兩相 樣品，但同一設(shè)備針對不同的檢測環(huán)境不能進行特定的定性定量檢測，導(dǎo)致樣品的檢測不 具有普遍性，需不斷更換不同型號的采樣器，因此采樣器等采樣設(shè)備過多，采樣過程過于繁 瑣，采樣效率低，操作步驟繁瑣，費時費力檢測效果不好，測試成本高，此外，進出樣的流速、 流量、壓力不恒定，易受溫度、濕度、風(fēng)向等外界環(huán)境影響，檢測結(jié)果重現(xiàn)性差，靈敏度不高， 采樣范圍受局限。
[0007] 現(xiàn)有檢測設(shè)備一般利用有機溶劑富集鄰苯二甲酸酯，在樣品前處理過程中會消耗 大量有機溶劑，有機溶劑揮發(fā)且毒性較大，造成溶劑浪費，同時也對環(huán)境造成污染。
[0008] 利用管道進氣或利用氣體采樣盒等收集樣品時，設(shè)備為塑料制品，可能含有鄰苯 二甲酸酯類增塑劑，樣品收集過程會帶入新的污染物，成為污染源，造成樣品的二次污染， 影響檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種氣體中鄰苯二甲酸酯含量的檢測裝置及方 法，它一方面吸附率可達95%以上，準(zhǔn)確性高，可使檢測濃度在最大程度上接近真實濃度， 一方面可適應(yīng)不同的檢測環(huán)境，可使進樣氣體流速、流量保持穩(wěn)定，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于安 裝操作，檢測成本低，清洗時間短，實用性和通用性較強，再一方面不易引入外源污染物，也 不會污染樣品，采用樹脂吸收氣相PAEs，不必消耗大量的有機溶劑，更加環(huán)保，性價比更高， 其采用的技術(shù)方案如下：
[0010] -種檢測氣體中鄰苯二甲酸酯含量的裝置，其特征在于，包括:真空栗、抽氣管、緩 沖罐、顆粒過濾裝置和吸附塔，所述吸附塔至少為一個，為多個時則由上至下依次可拆卸連 接;所述顆粒過濾裝置底部與位于最上方的吸附塔的頂部可拆卸連接，位于最下方的吸附 塔的底部與緩沖罐相連接，所述真空栗通過抽氣管與緩沖罐相連接，所述顆粒過濾裝置中 橫置有第一多孔隔板，所述第一多孔隔板上平鋪有活化后的玻璃纖維濾膜，每個吸附塔中 均橫置有第二多孔隔板，所述第二多孔隔板上設(shè)置有不銹鋼網(wǎng)，所述不銹鋼網(wǎng)上承載有吸 附樹脂。
[0011] 在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，還包括流量計和出氣管，所述流量計通過出氣管與真空 栗相連接。
[0012] 在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述顆粒過濾裝置及吸附塔均由金屬材料制成。
[0013] 在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述吸附塔共三個，上下吸附塔之間通過絲扣連接。
[0014] -種利用上述裝置檢測氣體中鄰苯二甲酸酯含量的方法，其特征在于，包括如下 步驟：
[0015] a)樣品采集與保存:將預(yù)先稱取了質(zhì)量的玻璃纖維濾膜放入顆粒過濾裝置中，將 預(yù)先稱取了質(zhì)量的純化后的吸附樹脂放入吸附塔中，打開真空栗，以預(yù)設(shè)的采樣流量、采樣 時間、采樣高度進行采樣，采樣的同時記錄溫度、濕度、流量等參數(shù)，采樣結(jié)束后，立刻用鋁 箱將玻璃纖維濾膜和吸附樹脂進行密封，帶回實驗室處理，若來不及處理則存入_4°C冰箱 中，存放時間不超過7天；
[0016] b)樣品預(yù)處理:采用超聲振蕩提取法提取玻璃纖維濾膜