空气中苯系物危害及其检测技术研究

室内空气中苯系物危害及其检测方法研究
 
室内空气中的苯系物尤其是苯、甲苯、二甲苯, 主要来自室内装潢用的各种油漆、涂料和各种粘合剂、稀释剂, 是主要的室内空气污染物之一。苯是致癌物, 通过呼吸道、皮肤吸收, 其他几种化合物也有不同程度的毒性。因此室内空气中苯系物含量测定是评价室内环境质量的重要指标之一。近年来国内外在苯系物的采样及测试技术上出现新的方法和技术,采样技术有容器捕集法、固体吸附剂采样法和固相微萃取法等,分析方法在常用的有毛细管气相谱法、红外吸收光谱法、气体检测管法、甲醛硫酸分光光度法等。
关键词:苯系物、危害、预处理、监测方法
Abstract
Indoor air benzene in particular benzene, toluene, xylene, mainly from the upholstery with a variety of paints, coatings and adhesives, thinners, is one of the major indoor air pollutants. Benzene is a carcinogen which absorbed through the respiratory tract and skin and several
other compounds have different degrees of toxicity. Therefore, the content of BTEX in indoor air is one of the important indicators to evaluate the indoor environmental quality. In recent years, there develop some new methods and techniques about the sampling and detection technical of benzene. The sampling techniques are canisterabsorption, solid phase microextmction and the detection technical are capillary gas chromatography, infrared absorption spectroscopy, gas detection tube method, formaldehyde - sulfuric acid spectrophotometric method and so on.
Key words: benzene; harm; pretreatment; monitoring methods
随着社会的发展、经济的进步, 居家设施的现代化及装修热潮的兴起, 品种繁多功能各异的装饰材料的应用, 由此而导致的室内空气污染问题日益引起人们的关注与重视。室内空气中的苯系物尤其是苯、甲苯、二甲苯, 主要来自室内装潢用的各种油漆、涂料和各种粘合剂、稀释剂, 是主要的室内空气污染物之一。苯是致癌物, 通过呼吸道、皮肤吸收, 其他几种化合物也有不同程度的毒性。因此室内空气中苯系物含量测定是评价室内环境质量的重要指标之一
1 苯系污染物及其来源
1.1 苯系污染物
“苯”俗称天那水,人们通常所说的“苯”实际上是一个系列物质,包括苯、甲苯、二甲苯。苯是一种无具有特殊芳香气味的液体,沸点为80℃,甲苯、二甲苯属于苯的同系物,都是煤焦中分馏或石油的裂解产物,能与醇、醚、丙酮和四氯化碳互溶,微溶于水。苯具有易挥发、易燃的特点,其蒸气有爆炸性。苯是一种无具有芳香气味的物质,它的可怕之处在于会让人在失去警觉的同时哨悄地中毒,所以专家把它称为“芳香杀手”
1.2 家装苯系污染物的主要来源
苯、甲苯、二甲苯等污染物主要来源于油漆、树脂、橡胶、油脂和涂料等,目前室内装饰中多用甲苯、二甲苯代替纯苯做各种胶、油漆、涂料和防水材料的溶剂或稀释剂,经装修后大量的有机化合物挥发到室内空气中。苯系污染物主要在以下几种装饰材料中含量较高:(1)油漆:苯系物主要从油漆中挥发出来;(2)天那水、稀料:油漆涂料的添加剂中存在大量的苯系物;(3)各种胶黏剂:在生产中使用了含苯高的胶黏剂;一些家庭购买的沙发释
放出大量的苯;(4)防水材料:用原粉加稀料配制成防水涂料,施工后15 h后检测,室内空气中苯含量超过国家允许最高浓度的147倍。
2苯系污染物对人体的危害
苯系污染物可对人体产生严重危害,已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。苯系物对人体产生的主要危害有以下几个方面:
2.1 刺激接触器官
苯类物质主要以蒸汽形式被吸入,其液体可以经皮肤吸收和摄入,它们主要对眼、呼吸道和皮肤有强烈的刺激性作用。慢性苯中毒会出现过敏性皮炎、喉头水肿、支气管炎及血小板下降等疾病。
2.2 长期吸入苯系物能导致再生障碍性贫血
初期时齿龈和鼻粘膜处有类似坏血病的出血症,并出现神经衰弱样的症状,表现为头昏、失眠、乏力、记忆力减退、思维及判断力降低等症状。随后出现白细胞减少和血小板减少,
严重时可使骨髓造血机能发生障碍,导致再生障碍性贫血。若造血功能完全损坏,可发生致命的粒性白细胞消失症,并可引起白血病。近年来,诸多劳动卫生学资料报道:长期接触苯系混合物的工人中再生障碍性贫血罹患率较高。
2.3 女性对苯及其同系物危害较男性敏感
育龄妇女长期吸入苯会导致月经异常,主要表现为月经过多或紊乱,初时往往因经血过多或月经问期出血而就医,常被误诊为功能性子宫出血而贻误。孕期[4]接触甲苯、二甲苯及苯系混合物时,妊娠高血压综合症、妊娠呕吐及妊娠贫血等妊娠并发症的发病率显著增高,专家统计发现接触甲苯的人员自然流产率明显增高。
2.4 苯系污染物可导致胎儿的先天性缺陷
苯系物可导致胎儿先天性缺陷[5]问题已经引起了国内外专家的关注,有学者曾报道,在整个妊娠期间吸人大量苯的妇女,她们所生的婴儿多有小头畸形、中枢神经系统功能障碍及生长发育迟缓等缺陷。专家们进行的动物实验也证明,甲苯可通过胎盘进入胎鼠体内,胎鼠血中甲苯含量可达母鼠血中苯含量的75%,胎鼠会出现体重下降,骨化延迟等症状。
3 室内空气中苯系物监测研究进展
检测室内空气中的苯系物都采用气相谱法(GC)[6],目前已有《室内空气质量标准》(GBT18883—2002) 推荐的附录B“室内空气中苯的检验方法(毛细管气相谱法)桉树专用肥”、GBT11737—1989“居住区大气中苯、甲苯、二甲苯卫生检验标准方法(气相谱法) GBT14677-93“空气质量甲苯和二甲苯、苯乙烯的测定(气相谱法)”及《民用建筑工程室内环境污染控制规范除湿机回收}(GB50325—2001)
GBT14677-93采用热解吸法[7],可对室内空气中的甲苯、二甲苯进行测定,并且可使二甲苯的3种异构体分离;GBT18883—2002附录BGB移动视频监控系统T11737—1989为主要依据,采用溶剂解吸大口径非极性毛细管气相谱法,该法对甲苯、二甲苯灵敏度低,且二甲苯3种异构体不能有效分离。实践中发现,标准方法中有关条件不太统一,有些条件尚不够明确或不太合理,影响到结果的准确度和重现性。因此,本文结合作者工作,拟对室内空气中苯系物测定的相关问题作一扼要的评述。
3.1 苯系物的采样及预处理技术
由于室内空气中苯系物浓度极低,难于直接检测,因此分析前通常要进行样品采集和样品预处理。
3.11 容器捕集法容器捕集法
也称为罐取样法,在国外应用较多。其中,Summa[8](经过电抛光处理的不锈钢罐)取样技术为美国国家环保局(US EPA)采用的标准方法。其原理是采用预先抽成真空的Summa罐采集空气样品,再以冷凝浓缩法富集,最后进行GC分析。容器捕集法可避免采用吸附剂采样时的穿透、解吸时的损失,但其成本较高,操作复杂,不利于普及。
3.12 固体吸附剂采样法[9]
吸附剂采样由于设备简单、操作简便、样品保存时间长,成为目前最广泛的采样方法。常用的吸附剂有活性炭、TenaxCarbotrap、活性炭纤维和混合吸附剂等。采样后,通过溶剂解吸或热解吸,将苯系物从固体吸附剂上转移至气相谱,进行测定。溶剂解吸法通常选择活性炭作吸附剂[10]。采样后将吸附剂倒人具塞试管中,再加入lmL CS2解吸,取luL吐进样分析,此操作使灵敏度降低1000倍,不适合低浓度苯系物的测定。采用椰子壳活性
炭吸附管采样20L,用CS2提取,取luL提取液直接进样,采用大口径毛细柱,与填充柱相比,优点是灵敏度高、分离效率高、分析精度高、柱子使用寿命长。活性炭具有亲水性,除非已采取了一定的措施(如采样管前接一干燥管),否则不能在高湿度环境下使用。溶剂解吸法一般选CS2作溶剂,而CS2含的杂质往往产生本底干扰,使用前需进行提纯,操作繁琐费时,且CS2对人体和环境均产生不良影响。活性炭中苯系物不容易活化干净,因此应注意空白值扣除。             
与溶剂解吸法相比,热解吸法具有较高灵敏度,可以避免溶剂对分析样品的干扰,但对样品的回收率偏低,谱进样时间长,重复性差。利用二次热解吸可克服这些缺点。
3.13 固相微萃取法
固相微萃取法(Sohd Phase MicroextractionSPME)[11],操作简便,无需有机溶剂,集采样、萃取、浓缩和进样于一体。其装置由萃取头和手柄两部分组成。采样时利用手柄将萃取头推出,使其直接暴露于室内空气中进行采样。该法的关键在于萃取头,其上lcm处的熔融石英细丝表面涂有聚合物。采样结束后,旋进萃取头即可。分析时,将该装置直接插入气相谱仪的进样口,推出萃取头,吸附在萃取头上的有机物就会在进样口进行热解吸,
随载气进入毛细管柱进行测定。
信号检测器3.14 低温吸附法[12]
将采样管置于冷阱、冷凝或半导体制冷器中,采样时,空气通过采样管,被测组分即冷凝于采样管内。通常水和COS2等也被冷凝,故一般在采样管前装有碱石棉、过氯酸锰等吸除装置。冷阱中常用冷冻剂有:冰一盐水(10)、干冰一丙酮(78)、液氮(190)等。现有标准方法热解吸/毛细管气相谱法,应用Tenax吸附管采样条件中没有规定采样温度,采样流量定为05Lmin,采样时间定为20in。实验证明采样温度、采样流量和采样时间对苯系物中各组份的吸附率(或穿透率)花生油都有明显影响。若吸附管采样温度5℃±3℃,采样流量100250mlmin,采样时间10min,可以保证苯系物所有组份的吸附热解吸回收率都可达到90%以上,对苯的回收率可达97 左右。采用Tenax TA吸附管冷阱采样125L,并用热解吸进样器直接注入毛细柱系统,可以实现一次采样、一次进样同时得到苯和TVOC准确的分析结果¨
3.2 分析方法
3.21 气相谱法
GC具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和应用范围广等特点,尤其对异构体和多组分混合物的定性、定量分析更能发挥其作用,因而得到了广泛的应用。GC法最关键的技术是谱柱和检测器[13]

本文发布于:2024-09-22 16:51:02,感谢您对本站的认可!

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