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气相色谱是实验室最常用的有机化合物定量分析方法,GBZ/T 160系列标准中几乎每一类有机化合物、农药都有使用气相色谱进行分析检测。质谱是测定有机高分子物质量的一种常用方法,根据聚焦得到的质谱图确定出物质。随着科技不断发展,现在越来越多地采用气相色谱与质谱(GC-MS)联用技术[1]:即气相色谱(GC)部分和质谱(MS)部分。GC-MS联用技术现在已经广泛应用到环境、卫生、食品等学科,也必将会推动职业卫生检测技术的发展。
一、原理及特点
GC是用气体为流动相的色谱法,它是利用试样中各组分在色谱柱中的流动相和固定相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组分就在其中的两相间进行反复多次的分配(吸附—脱附—放出)。由于固定相相对各种组分的吸附能力不同(即保留时间不同),因此各组分在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流信号经放大后,在记录器上描绘出各组分的色谱峰。检测器将检测到的样品组分转变为电信号,而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。但是GC只能依靠保留时间定性,从很大程度上具有不可靠性,无法准确确定物质。而MS是使试样中各组分在离子源中发生电力,生产不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场作用,行程离子束,进入质量分析器,在质量分析其中,再利用电场和磁场使其发生相反的速度色散,形成相应的质谱图,可确定片段的分子量和分子式,进而确定原物质组成,但MS只能对纯物质进行定性,而不鞥对混合组分定性。基于以上原因,综合其优缺点,采用GC—MS联用技术进行测定,更能准确确定检测样品及其含量,为以后的分析预防带来便利。
二、国内国际GC-MS联用技术在职业卫生检测中的应用
韩国Lee JH等人[2]用联用技术测定了环境和工作场所空气中二氟二氯甲烷、甲基氯、氯乙烯、苯等40种挥发性有机物,现行范围为1×10-3~3.0×10-2μg/ml,检出限为1×10-6~9.0×10-2μg/ml。台湾Wu CH等人[3]用热解吸联用技术测定了液晶显示器企业车间里丙酮、苯、甲苯、二甲苯、正己烷等种易挥发性有机物,平均回收率为96%~98%,检出限为3.8×10-7~7.8×10-2μg/ml。
在国外职业卫生检测工作中气相色谱—质谱法应用极为普遍,美国的职业安全与健康国家研究所(NIOSH)分析方法手册标准方法采用甲苯溶剂解吸样品,检测方法测定乙醛、丙烯醛、丁醛、巴豆醛、甲醛、糠醛、庚醛、己醛、异丁醛、异戊醛、丙醛、正戊醛等醛类化合物;标准方法采用热解吸解吸样品,检测方法测定丙酮、乙酸戊酯、苯甲醛、苯丁酮、乙酸、异丁酯丁醇、乙二醇单丁醚、卡必醇环己酮、正癸烷、二氯甲烷、二乙二醇、乙醚乙醇、乙酸乙酯、正庚烷、己醛、正己烷、异丙醇、柠檬油精、甲醇、三氯乙烷、丁酮、四氯乙烯、苯酚、蒎烯、甲基异丁基甲酮、甲酚正辛烷、八甲基环四硅、氧烷、正戊烷、甲苯、1,1,1—三氯、乙烷,1,1,2—三氯三氟乙烷、松脂、二甲苯等挥发性有机物或低聚物。
国内已有多人从事这项研究,何玉华[4]等研究建立了塑料生产物流场所空气中邻苯二甲酸酯类增塑剂(PAEs)的气相色谱—质谱(GC-MS)测定方法,并应用该方法进行职业环境中污染现状调查研究,分析塑料工业生产场高聚物团及产生的粉尘所对人体危害物质,所应采取预防措施,同时对周边环境影响作出分析。谭爱军[5]等采用硅胶管活性炭管采集空气中醇酮酯酚和有机酸类物质和相应低聚物等种混合物毒物,用丙酮二硫化碳解吸后以为分离柱气相色— 质谱仪联用分析测定。陈剑刚[6]等采用硅胶管采集工作场所空气中芳香族硝基化合物,邻苯二甲酸酯类种混合物,用甲醇解吸后以为分离柱气相色谱—质谱仪联用分析测定。其研究小组[7]同时研究并建立了工作场所空气中二氯乙烯、二氯甲烷、二氯乙烷、溴氯、甲烷、三氯甲烷等几种挥发性有机物的快速测定方法,采用活性炭管采集车间空气中挥发性有机毒性,用二硫化炭解吸后以为分离柱气相色谱—质谱仪联用检测分析,所有组分彼此完全分离,能同时予以定性确认和定量分析。
三、GC—MS联用技术在职业卫生检测中的应用前景
GC-MS是具有气相色谱的高柱效高分离及定量功能,同时还具备质谱对未知样品的定性功能。随着当前职业病危害因素的种类越来越多,以及突发性职业病危害事故的发生,GC-MS联用技术在职业卫生检测工作中将发挥举足轻重的作用。从我国职业卫生实验室检测方法的现状和国内外职业卫生检测工作对GC-MS联用技术的应用分析不难看出,我国职业卫生检测对联用技术的研究与应用还较少,迫切需要将GC-MS联用技术应用到我国职业卫生检测实际工作中来,引进国外的标准方法是一条捷径,但还需根据我国的实际情况(生产工艺现状采样仪器设备滤料种类和质量实验室仪器设备等)进行相应的改进。
参考文献:
[1]祝海珍、韩学莲等,气相色谱—质谱(GC—MS)连用技术在职业卫生检测中的应用
[2]Lee JH.Determination of volatile organic compounds in workplace air by multisorbent adsorption desorption GC-MS .
[3]陈璟士,赵小敏气质联用在环境突发事件中的应用
[4]何玉华,郭智勇塑料生产物流场所空气中邻苯二甲酸酯的气相色谱—质谱测定方法
[5]谭爱军,陈剑刚,张 彩 虹,等车间空气中多种有机混合物的法快速测定
[6]陈剑刚,谭爱军,张彩虹,等车间空气中几种混合物的气质联用法快速测定
[7]陈剑刚,谭爱军,张彩虹,等工作场所空气中挥发性有机物的检测技术研究
一、原理及特点
GC是用气体为流动相的色谱法,它是利用试样中各组分在色谱柱中的流动相和固定相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组分就在其中的两相间进行反复多次的分配(吸附—脱附—放出)。由于固定相相对各种组分的吸附能力不同(即保留时间不同),因此各组分在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流信号经放大后,在记录器上描绘出各组分的色谱峰。检测器将检测到的样品组分转变为电信号,而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。但是GC只能依靠保留时间定性,从很大程度上具有不可靠性,无法准确确定物质。而MS是使试样中各组分在离子源中发生电力,生产不同荷质比的带正电荷的离子,经加速电场作用,行程离子束,进入质量分析器,在质量分析其中,再利用电场和磁场使其发生相反的速度色散,形成相应的质谱图,可确定片段的分子量和分子式,进而确定原物质组成,但MS只能对纯物质进行定性,而不鞥对混合组分定性。基于以上原因,综合其优缺点,采用GC—MS联用技术进行测定,更能准确确定检测样品及其含量,为以后的分析预防带来便利。
二、国内国际GC-MS联用技术在职业卫生检测中的应用
韩国Lee JH等人[2]用联用技术测定了环境和工作场所空气中二氟二氯甲烷、甲基氯、氯乙烯、苯等40种挥发性有机物,现行范围为1×10-3~3.0×10-2μg/ml,检出限为1×10-6~9.0×10-2μg/ml。台湾Wu CH等人[3]用热解吸联用技术测定了液晶显示器企业车间里丙酮、苯、甲苯、二甲苯、正己烷等种易挥发性有机物,平均回收率为96%~98%,检出限为3.8×10-7~7.8×10-2μg/ml。
在国外职业卫生检测工作中气相色谱—质谱法应用极为普遍,美国的职业安全与健康国家研究所(NIOSH)分析方法手册标准方法采用甲苯溶剂解吸样品,检测方法测定乙醛、丙烯醛、丁醛、巴豆醛、甲醛、糠醛、庚醛、己醛、异丁醛、异戊醛、丙醛、正戊醛等醛类化合物;标准方法采用热解吸解吸样品,检测方法测定丙酮、乙酸戊酯、苯甲醛、苯丁酮、乙酸、异丁酯丁醇、乙二醇单丁醚、卡必醇环己酮、正癸烷、二氯甲烷、二乙二醇、乙醚乙醇、乙酸乙酯、正庚烷、己醛、正己烷、异丙醇、柠檬油精、甲醇、三氯乙烷、丁酮、四氯乙烯、苯酚、蒎烯、甲基异丁基甲酮、甲酚正辛烷、八甲基环四硅、氧烷、正戊烷、甲苯、1,1,1—三氯、乙烷,1,1,2—三氯三氟乙烷、松脂、二甲苯等挥发性有机物或低聚物。
国内已有多人从事这项研究,何玉华[4]等研究建立了塑料生产物流场所空气中邻苯二甲酸酯类增塑剂(PAEs)的气相色谱—质谱(GC-MS)测定方法,并应用该方法进行职业环境中污染现状调查研究,分析塑料工业生产场高聚物团及产生的粉尘所对人体危害物质,所应采取预防措施,同时对周边环境影响作出分析。谭爱军[5]等采用硅胶管活性炭管采集空气中醇酮酯酚和有机酸类物质和相应低聚物等种混合物毒物,用丙酮二硫化碳解吸后以为分离柱气相色— 质谱仪联用分析测定。陈剑刚[6]等采用硅胶管采集工作场所空气中芳香族硝基化合物,邻苯二甲酸酯类种混合物,用甲醇解吸后以为分离柱气相色谱—质谱仪联用分析测定。其研究小组[7]同时研究并建立了工作场所空气中二氯乙烯、二氯甲烷、二氯乙烷、溴氯、甲烷、三氯甲烷等几种挥发性有机物的快速测定方法,采用活性炭管采集车间空气中挥发性有机毒性,用二硫化炭解吸后以为分离柱气相色谱—质谱仪联用检测分析,所有组分彼此完全分离,能同时予以定性确认和定量分析。
三、GC—MS联用技术在职业卫生检测中的应用前景
GC-MS是具有气相色谱的高柱效高分离及定量功能,同时还具备质谱对未知样品的定性功能。随着当前职业病危害因素的种类越来越多,以及突发性职业病危害事故的发生,GC-MS联用技术在职业卫生检测工作中将发挥举足轻重的作用。从我国职业卫生实验室检测方法的现状和国内外职业卫生检测工作对GC-MS联用技术的应用分析不难看出,我国职业卫生检测对联用技术的研究与应用还较少,迫切需要将GC-MS联用技术应用到我国职业卫生检测实际工作中来,引进国外的标准方法是一条捷径,但还需根据我国的实际情况(生产工艺现状采样仪器设备滤料种类和质量实验室仪器设备等)进行相应的改进。
参考文献:
[1]祝海珍、韩学莲等,气相色谱—质谱(GC—MS)连用技术在职业卫生检测中的应用
[2]Lee JH.Determination of volatile organic compounds in workplace air by multisorbent adsorption desorption GC-MS .
[3]陈璟士,赵小敏气质联用在环境突发事件中的应用
[4]何玉华,郭智勇塑料生产物流场所空气中邻苯二甲酸酯的气相色谱—质谱测定方法
[5]谭爱军,陈剑刚,张 彩 虹,等车间空气中多种有机混合物的法快速测定
[6]陈剑刚,谭爱军,张彩虹,等车间空气中几种混合物的气质联用法快速测定
[7]陈剑刚,谭爱军,张彩虹,等工作场所空气中挥发性有机物的检测技术研究