吹掃捕集—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定汽車內(nèi)飾用紡織品中揮發(fā)性有機(jī)物

莫月香+楊欣卉+黃昊來

摘要：本文采用吹掃捕集-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)汽車內(nèi)飾用紡織品中揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）進(jìn)行了分析。方法采用DB-624毛細(xì)管色譜柱分離，質(zhì)譜檢測(cè)器檢測(cè)。色譜進(jìn)樣口溫度260℃，分流比10：1，升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃，保持4min，以8℃/min升溫至90℃，保持20min，再以10℃/min升至150℃，之后以5℃/min升溫至200℃，最后以3℃/min升溫至215℃，以高純氦氣為載氣，流速1.5mL/min。23種VOC能夠完全分離，線性良好，線性相關(guān)系數(shù)r在0.9968～0.9997之間，最低檢出限在0.005mg/m2～0.014mg/m2之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值小于6.55%。采用該方法對(duì)10份汽車內(nèi)飾紡織品樣品進(jìn)行了檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便、快捷，可以用于汽車內(nèi)飾材料VOC檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機(jī)物；熱解吸；GC-MS；汽車內(nèi)飾材料

汽車內(nèi)空氣質(zhì)量的污染源是汽車內(nèi)飾材料，這主要是由紡織品和皮革等汽車內(nèi)飾材料在生產(chǎn)加工時(shí)殘留的有機(jī)溶劑造成的，包括苯、甲醛、二甲苯等揮發(fā)性化合物，這種原因引起的污染在剛購(gòu)買的新車中尤其突出。隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們停留在車內(nèi)的時(shí)間越來越長(zhǎng)，車內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量將更大限度的影響著人們的健康，也因此越來越受到關(guān)注。

由于汽車內(nèi)飾用紡織品釋放的VOCs一般呈現(xiàn)痕量水平，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)富集方法和檢測(cè)方法就顯得尤為重要。目前對(duì)汽車內(nèi)飾用紡織品中揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)試尚無統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其測(cè)試方法主要有三種：（1）直接頂空-GC/MS測(cè)定；（2）容器捕集，用Tenax柱固相吸附-熱脫附-GC/MS測(cè)定；（3）固相微萃取-GC/MS測(cè)定。國(guó)內(nèi)一般采用頂空-GC/MS，此方法適用于中等濃度的樣品，不能滿足痕量濃度樣品的檢測(cè)。而容器捕集，Tenax柱固相吸附-熱脫附- GC/MS法采樣過程容易污染，采樣裝置龐大，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分析。固相微萃取- GC/MS法由于萃取頭上固定的涂層只能萃取極性相近的目標(biāo)物，同時(shí)涂層材料薄，易吸附飽和，也不適用于種類多達(dá)20余種揮發(fā)性有機(jī)物的同時(shí)測(cè)定。本文以汽車內(nèi)飾用紡織品為研究對(duì)象，采用吹掃捕集-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，開展揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的檢測(cè)研究，并建立汽車內(nèi)飾材料中揮發(fā)性化合物的檢測(cè)方法。該法省時(shí)間便，適用于紡織品中痕量VOCs多組份的同時(shí)測(cè)定。

1 試驗(yàn)

1.1 主要儀器與試劑

氣質(zhì)聯(lián)用儀（Agilent 6890N/5975B），DB-624毛細(xì)管色譜柱（60m×0.32mm×1.8 ?m），CDS 8000 CDS 樣品濃縮儀（America），捕集肼（Tenax/硅膠/碳分子篩）。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（正己烷、氯乙烯、1，3-丁二烯、2-乙氧基乙醇、甲苯、己醛、4-乙烯基環(huán)己烯、N，N-二甲基甲酰胺、乙苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、苯乙烯、N，N-二甲基乙酰胺、環(huán)己酮、苯甲醛、辛醛、2-乙基己醇、十一烷、苯乙酮、4-苯基環(huán)己烯、壬醛、十三烷，純度≥99.0%）；甲醇（分析純）。

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)CDS 8000的樣品管的大小，截取樣品大小為10 cm×3 cm， 裝入樣品管中（容積約為200mL），裝載進(jìn)吹掃捕集儀，經(jīng)其濃縮后直接接入毛細(xì)管氣相色譜分析。采用外標(biāo)法定量。

1.3 測(cè)試條件

1.3.1 吹掃捕集條件

吹掃氣體：高純N2（純度99.999%）；氣體流量：60 mL/min；吹掃溫度：80 ℃；吹掃時(shí)間：40 min；捕集肼熱解吸溫度：250 ℃；捕集肼解析時(shí)間：5 min。

1.3.2 氣相色譜-質(zhì)譜條件

色譜柱：DB-624（60m×0.32mm×1.8 ?m）；

升溫程序：40℃（4min） 90℃（20min） 150℃ 200℃ 215℃；載氣為高純氦（99.9999%），柱流量：1.5mL/min； 進(jìn)樣模式：分流進(jìn)樣，分流比：10：1；進(jìn)樣口溫度：260℃；

離子源電壓70eV；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；全掃描模式；溶劑延遲6min；掃描范圍：25～400amu。

2 結(jié)果與討論

2.1 吹掃捕集條件的優(yōu)化

本文采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)影響結(jié)果的五個(gè)主要因素進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)計(jì)了五因素四水平的正交試驗(yàn)方案L16（45），以考察個(gè)因素對(duì)捕集效果的影響，具體方案如表1所示。

根據(jù)各個(gè)物質(zhì)的最佳組合找出出現(xiàn)頻率較大的公共因素，結(jié)合影響物質(zhì)的顯著性影響因素和物質(zhì)的峰響應(yīng)大小綜合考慮，最終確定吹掃捕集的最佳優(yōu)化條件：吹掃氣體：高純N2（純度99.999%）；氣體流量：60 mL/min；吹掃溫度：80 ℃；吹掃時(shí)間：40 min；捕集肼熱解吸溫度：250 ℃；捕集肼解析時(shí)間：5 min。

2.2 線性范圍及檢出限

配制5.00μg/mL、10.00μg/mL、20.00μg/mL、50.00μg/mL、100.00μg/mL、200.00μg/mL的23種物質(zhì)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，各取5μL注入采樣管中，按“1.3”節(jié)的條件進(jìn)行吹掃捕集和GC/MS分析。各種物質(zhì)的線性方程、最小檢測(cè)濃度見表2所示。由表2可知，選定的揮發(fā)性物質(zhì)在該濃度范圍內(nèi)呈較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）多數(shù)在0.99以上，最小檢測(cè)濃度在 0.005mg/m2～0.014mg/m2之間。

2.3 方法回收率和精密度

量取空白棉貼襯為10 cm×3 cm ，分別準(zhǔn)確加入0.02mg/m2、0.08 mg/m2的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，迅速用錫紙封好，放置4小時(shí)后，直接放入吹掃捕集儀器的采樣管中，按照“1.3”節(jié)的條件進(jìn)行測(cè)定。通過GC/MS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析（見表3），加標(biāo)量為0.02 mg/m2，回收率為85.3%～96.0%，RSD（n=6）在1.25%～5.96%之間；加標(biāo)量為0.08 mg/m2，回收率為90.0%～99.5%，RSD（n=6）在2.25%～6.55%之間；方法的回收率相對(duì)較高，RSD值較小，可以實(shí)現(xiàn)紡織品中23種化合物的測(cè)定。

2.4 方法重現(xiàn)性

取5?L 20.0 ?g/mL的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液7份，按照“1.3”節(jié)的條件進(jìn)行測(cè)試；以正己烷等23種物質(zhì)為目標(biāo)化合物，分別對(duì)其進(jìn)行重復(fù)測(cè)定（n=7），結(jié)果見表3，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.65%～9.07%之間，小于10%，滿足檢測(cè)的需要。

2.5 實(shí)際樣品分析

應(yīng)用本方法對(duì)10份汽車內(nèi)飾紡織樣品進(jìn)行揮發(fā)性化合物測(cè)試，結(jié)果見表4。

結(jié)果表明，相同功能的不同樣品揮發(fā)出來的有害物質(zhì)含量差異很大，例如：同為絨面座椅套，座椅套1不含1，3-丁二烯，而座椅套3則含量很高。所以建立有效的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)方法，對(duì)選擇含有低毒汽車內(nèi)部裝材料很有意義。

3 結(jié)論

利用吹掃捕集技術(shù)采集濃縮紡織品中的揮發(fā)性物質(zhì)，再經(jīng)GC/MS檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)多類化合物的同時(shí)檢測(cè)，在測(cè)定固體樣品（如紡織品、皮革）方面具有簡(jiǎn)單、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，有較大的推廣前景。