来宝网 2011/5/10点击1707次
用于纯化PCB污染的建筑物的室内空气的活性炭滤器的分析
--标准的液-液萃取和直接热解吸的GC/MS的比较
关键词：直接热解吸，空气活性炭滤器，空气过滤，空气中的多氯联苯，痕量分析，毛细管GC-MS，冷进样系统CTS
摘要：
许多用预制建材建成的建筑物被多氯联苯类化合物广泛污染，其中的多氯联苯来源于如弹性粘合剂，它可以释放多氯联苯很多年。使用活性炭滤材的滤器对室内空气过滤是一种解决方法[1]。捕集在这些滤材中的多氯联苯类化合物通常是用标准的液-液萃取进行提取，然后用GC-MS分析萃取物。
本文将比较这种标准技术和将滤材直接热解吸，然后在冷进样系统的衬管中低温聚焦并用程序升温将样品转移到分析柱的技术。
结果表明直接热解吸技术是一种简单可靠的测定空气活性炭滤材中多氯联苯类化合物的方法，该方法不需要任何样品预处理。
引言：
被多卤代有机化合物污染的室内空气常常导致严重的健康问题。长期暴露于ppt水平的这些物质中被认为是导致过敏反应，神经疾病，甚至癌症的原因[2]。多氯联苯类化合物被用于不同用途，可以直接进入室内空气，如作防火材料或永久弹性粘合计的添加剂或电缆外层材料。由于它们低的蒸汽压，多氯联苯类化合物释放很慢，因此在室内环境中产生永久的低浓度源。由于这些化合物对彩色墙壁和屋顶有高的亲合力，随着时间的推移，污染扩大并且难于控制。将多氯联苯类化合物的浓度降低以达到低于300 ng m-3 [3] 的健康标准，需要有逐步恢复的方法，其中室内空气过滤就是方法之一。室内空气用体积流速1''600 m3 h-1通过循环过滤系统。过滤的效率可以通过采用热解吸GC/MS技术分析不同层滤材中的多氯联苯类化合物的含量来监测。
实验部分：
滤器构造：最初的两层分别由粒子滤器F6滤器（根据EN779）和HEPA类构成。最后的滤器层包括5层BLÜCHER NANOSORB™高密度的孔隙率为每英寸30孔带有内径<0.35 mm 的球型活性炭的过滤泡沫（图1）。过滤泡沫可以描述为固定床滤器，因为均匀分布的小的吸附颗粒，可以达到理想的吸附特性[1]。污染的空气通过此过滤系统，挥发性污染物被吸附在球型活性炭颗粒上（图2）。
图1 开口NANOSORB™ 滤器的构造
图2 过滤过程的示意图
液-液萃取：样品制备：从滤器每层中取出一部分，称定，用甲苯加热 萃取，然后浓缩到10～100 ml，取2 µl 进样。
仪器：一套有分流/不分流进样器和HP 5972质谱检测器的HP 5890 series II气相色谱仪。
操作：滤材提取物以不分流模式进样分析。
分析条件：
预柱：1m(内径0.25mm)
色谱柱：DB-5 （30 mX0.25mm X0.25 µm）
载气： He'' pi = 70 kPa'' 分流比 1:25''1 min 不分流
温度：分流/不分流进样器 260°C
柱温： 80°C (1 min); 10°C/min to 280°C (14 min)
MSD280°C（SIM ）
热解吸：样品制备：从滤器每层中取出一部分，称定，放入一空白TDS管。
仪器：系统包括一台热解吸系统 (TDS'' Gerstel ，图3) ，一台可程序升温的冷进样系统 (CIS 3'' Gerstel ，图3)'' 一套有HP 5972质谱检测器的HP 6890 series II气相色谱仪。
图3连有CIS3 的热解吸系统TDS 2
操作：将加有样品的空白玻璃管插入已冷至室温的TDS解吸室中以防止提前解吸。然后将空气冲出系统，再将管加热到 350°C ''同时用载气通过该管将挥发性成分以不分流模式转入预冷的CIS（图4），在其中低温聚焦和浓缩。 解吸完成后，将CIS加热到350°C以分流或不分流模式将捕集的化合物转移到分析柱进行分离，在质谱中检测。
图4 仪器示意图
其中1-热解吸系统，2-控温的传输毛细管，3-冷进样系统，4-标准的质量流量控制的背压调节装置，5-背压调节器，6-背压测量仪，7，8-带一个3/2通的分流/不分流阀，9-分析柱
分析条件：
色谱柱： DB 5（60 mX0.25 mmX0.25 µm）
载气：He'' 恒流模式（1 ml/min）'' 分流比 1:50，不分流1 min
温度： TDS 20°C; 60°C/min to 350°C (10 min)
CIS -50°C; 12°C/s to 350°C (3 min)
柱温：60°C (1 min); 10°C/min to300°C (10 min)
MSD 280°C（SIM）
结果与讨论：
回收率：滤材中的活性炭对多氯联苯有很强的吸附能力（这是为什么将其用作滤材介质的原因）。热解吸的回收率是将clophen 标准液直接进样和加有同样标准液的滤材热解吸结果进行比较得到的。结果表明：约25%的回收率可以测定，这与液-液萃取一样，甚至比液-液萃取更好（见图9）。图5和图6是第一层（图5）和最后一层（图6）的选择离子检测的色谱图。
图5 第一层滤材中的多氯联苯类化合物的选择离子色谱图
图6 最后一层滤材中的多氯联苯类化合物的选择离子色谱图
标准液-液萃取和热解吸的比较：图7和图8（或表I和表II）是每种多氯联苯类化合物在不同滤层中的分布百分率。两种技术的结果相似。
图7 多氯联苯类化合物在不同滤层中的分布百分率（液-液萃取，同时参见表I）
表I 多氯联苯类化合物在不同滤层中的分布百分率（液-液萃取）
图8 多氯联苯类化合物在不同滤层中的分布百分率（热解吸，同时参见表II）
表II 多氯联苯类化合物在不同滤层中的分布百分率（热解吸）
观察测得的多氯联苯类化合物的总量可以发现不同，热解吸得到的回收率似乎更高（图9，表III）。
图9 不同滤层中测得的多氯联苯类化合物的总量的比较（热解吸为亮灰，液-液萃取为深灰，同时参见表III）
表III 多氯联苯类化合物在不同层中的分布百分率
结论：热解吸提供了一种定量分析活性炭滤材中PCBs的技术，与标准的液-液萃取技术相比，该技术不会使分析的灵敏度和精密度降低。用标准方法得到的结果可以在更短的时间内获得，并且不需样品制备。
