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ISO 16000-3:2011 译文 室内空气—第3部分:测定室内空气和试验箱空气中甲醛和其它羰基化合物—活性取样法

发布时间:2024-05-31 点击数:166

标   准   号:    ISO 16000-3:2011                            

标准英文名称:   Indoor air — Part 3: Determination of formaldehyde and other carbonyl compounds in indoor air and test chamber air —     Active sampling method    

标准中文名称:  室内空气3部分:测定室内空气和试验箱空气中甲醛和其它羰基化合物活性取样法   

 



室内空气3部分:测定室内空气和试验箱空气中甲醛和其它羰基化合物活性取样法

1 范围

ISO 16000第三部分规定了空气中甲醛(HCHO)和其他羰基化合物(醛类和酮类的测定方法。该方法只针对甲醛,但是,经过修改,至少可以检测到并量化其他12种芳香剂和饱和及不饱和脂肪族羰基化合物。可以在大约为1μg/m31mg/m3浓度范围内测定甲苯和其他羰基化合物。选样方法能够提供时间加权的平均浓度(TWA)的样本,可以用于空气中甲苯的长期(1小时到24小时)或短期(5分钟到60分钟)选样。

ISO 16000第三部分规定了甲苯和其他羰基化合物的选样和分析程序,即从空气中将甲苯和其他羰基化合物收集到2,4-二硝基苯肼(DNPH)涂层的吸附盒内,然后通过紫外线吸收检测法对高效液相色谱法形成的腙进行分析。本方法不适合于较长链或者不饱和的羰基化合物。

ISO 16000第三部分适用于以下化学物质的测定:

乙醛

2,5-二甲基苯甲醛

m-甲苯甲醛

丙酮

甲醛

0-甲苯甲醛

苯甲醛

异戊醛

P-甲苯甲醛

丁醛

丙醛

戊醛

己醛

 

 

3 原则

ISO 16000第三部分规定的方法需要从带有2,4-二硝基苯肼(DNPH)试剂涂层的含硅胶暗箱内提取空气。该方法的原则基础是根据图1显示的反应,有酸的情况下,羰基与二硝基苯肼发生具体反应而形成稳定衍生物。根据紫外线检测或者二极管矩阵检测方法,利用高效液相色谱法(HPLC),使用二硝基苯肼的衍生物来分析母醛类和母酮类。该检测方法已经扩展到了其他9.3.5条中可测定的其他羰基化合物。

ISO 16000第三部分规定了用户该如何在每个暗箱中使用酸化的二硝基苯肼,从商购的色谱级硅胶暗盒中进行抽样暗盒的制备。或者,由于预先涂装的二硝基苯肼硅胶暗盒产品通常更加一致,而且空白程度较低,因此我们更推荐这种暗盒。但是,如果使用了商购暗盒,应证明该暗盒符合ISO 16000第三部分的性能标准。商购暗盒的另一优势是它们可以容纳暗盒低压降产生的更大的硅胶颗粒。这种低压降暗盒更适合使用电池供电的个人取样泵进行的空气取样。

 

羰基化合物(乙醛或酮)  2,4-二硝基苯肼(DNPH DNPH衍生物

说明R, R′ ——烷基,芳族基

1-形成2,4-二硝基苯腙的羰基化合物的反应

4 局限与干扰

4.1 概述

对于高达1,5l/min的取样流速,ISO 16000第三部分已经对取样流速做出了具体规定。流速受限的主要原因是用户制备的硅胶盒中的颗粒大小为55μm105μm,因此产生了较高压降(1,0l/min流速时>8 kPa)。一般来说,这些取样盒不兼容个人取样设备使用的电池供电取样泵(例如,工业卫生学家使用的取样泵)。

固体吸附剂取样程序专门用于甲醛的取样和分析。当分析其他醛类和酮类时,某些同质异构的醛类和酮类可能会被高效液相色谱系统溶解,导致这一方法受到干扰。任何与甲醛的二硝基苯肼衍生物的保留时间和360nm时的强大吸收力相同的有机化合物都会产生干扰作用。通过改变分离条件(例如,使用高效液相色谱的替代柱或者流动相成分),可以克服这种干扰作用。

二硝基苯肼(DNPH)试剂产生的甲醛污染是一个常见的问题。二硝基苯肼应在紫外线级乙腈中通过多次再结晶进行提纯。在4060的温度下,缓慢蒸发溶剂,实现晶体粒度的最大化,再结晶过程则完成。在使用前,使用高效液相色谱法测定二硝基苯肼中羰基化合物的杂质等级,每取样箱的杂质等级应低于0,15μg

如果二硝基苯肼镀膜的取样盒在阳光直射下曝光,可能会产生伪影,因此应避免这种情况[17]

根据这种方法,丙烯醛和丁烯醛可能不会获得准确的量化值。这些化合物测定结果不准确,会导致形成多个衍生物峰值和峰比率的不稳定。

二氧化氮能够与二硝基苯肼发生反应。由于根据高效液相色谱法纵列和参数的变化,二硝基苯肼衍生物的保留时间可能会类似于二硝基苯肼的甲醛衍生物的保留时间,因此高浓度的二氧化氮(例如,天然气炉灶)可能会产生问题。

5 安全措施

5.1 2,4-二硝基苯肼在干燥状态下会发生爆炸,因此处理时应极其小心。该物质还具有毒性(在老鼠身上,LD50 = 654 mg/kg),已经在一些实验中被证实会发生突变,而且对眼睛和皮肤产生刺激。

5.2 在室温下,浓度低于68%质量浓度的高氯酸是稳定无毒的。但是,当温度高于160时,就会容易脱水,与酒精、木材、纤维素和其他可氧化材料接触就会引起爆炸。因此应存放在清凉干燥的地点,只能用于化学物质通风橱,而且应谨慎操作。 

6 仪器

实验室常用仪器,尤其是下列仪器。

6.1 取样

6.1.1 取样盒,根据第8条规定,使用硅胶包裹,外涂二硝基苯肼,或者使用商购产品。

取样盒中硅胶的含量至少为350毫克,二硝基苯肼的最低比例为29%的质量浓度。硅胶床径与硅胶床的比例不得超过1:1.甲醛取样盒的容量至少为75μg,在1,5l/min的速度下,收集效率至少为95%。空白程度很低且高效能的取样盒可以在市场上买到。

备注 我们观察了1,5l/min的取样速度下,用户准备的19kPa容积的取样盒的压降情况。一些商购预涂膜取样盒的压降更低,这样就可以允许使用电池供电的个人取样泵。

6.1.20,1/min1,5l/min的流速下,空气取样,泵能够真实准确地完成取样工作。

6.1.3流量控制器,质量流量计和质量流量控制器、或者其他计量以及将取样盒的空气流量设置在0,50l/min1,20l/min的之间的适当仪器。

6.1.4 流量校准仪,例如转子流量计、肥皂泡流量计或者湿式气体流量计。

6.2 样品制备 

6.2.1 取样盒容器,例如带有聚丙烯螺帽的硼硅酸盐玻璃培养管(20 mm×125 mm),或者其他合适的容器,用于运送镀膜取样盒。

6.2.2聚乙烯手套,用于处理硅胶取样盒。

6.2.3运输容器,带有聚乙烯气泡包装或者其他合适填料、顶部磨砂的金属罐(例如4l的容量),或者其他合适的容器,用于运输和缓冲密封的取样盒容器。

备注 如果合适,带有商购的二硝基苯肼盒子、高温密封带金属薄片内衬的塑料袋也可以在取样后用于储存二硝基苯肼镀膜的取样盒。

6.2.4镀膜盒子支架。使用铝板(0,16 cm× 36 cm× 53 cm)制作、四角设有可调节脚架的注射器支架。圆孔直径略大于10ml注射器的矩阵(5×9),从铝板中心对称钻孔,从而能够成批处理45个取样盒,包括清洁、镀膜和/或样本洗脱等。(见图3)。

6.2.5 取样盒干燥器,例如天然气连接器支架、多标准注射器阳螺纹接头支架(见图3)。

备注 只有用户选择自己制作二硝基苯肼涂层的取样盒时,才需要6.2.46.2.5中的仪器。

6.3 样本分析 

6.3.1 高效液相色谱法系统,包括:

a) 带有脱气设备的流动相容器(例如,减压条件下的薄膜);

b) 高压泵;

c) 喷射阀(25μl或其他适合容积环(loop volume的自动取样机);

d) C-18倒相(RP)栏(例如,内直径25cm×4,6mm,颗粒大小5μm);

e) 360nm运行的紫外线检测器或二极管阵列检测器

f)  数据系统或者条状记录器。

使用等度倒相高效液相色谱法和360nm运行的紫外线吸收检测器,就可以测定二硝基苯肼-甲醛的衍生物。同样方法也可以用于脱附并分析空白取样器。通过使用标准溶剂对比保留时间、峰高或波峰面积,就可以测定并量化样本中的甲醛和其他羰基化合物。

备注1 大多数商购的高效液相色谱分析系统也可以用于本方法。

备注2 柱式加热箱可以用于确定稳定的柱式工作温度玢提高再生能力。

6.3.2 注射管和吸量管

6.3.2.1高效液相色谱注射器,容量至少为容积环(loop volume的四倍(详见6.3.1

6.3.2.2注射器,容量为10ml,用于制备二硝基苯肼涂层的取样箱(聚丙烯注射管就可以)

6.3.2.3注射器配件和塞子,用于将取样盒连接到取样系统,给预制取样盒加盖。

6.3.2.4吸量管ISO8655-2[1],容积式,重复调剂式、容积为0ml10ml之间。

7 试剂与材料

分析期间,除非另有规定,只能使用认可的分析等级的试剂,例如,最佳品质级、化学物质分析级或高效液相色谱分析级,蒸馏水、软化水或者同等质量的水。

7.1 2,4-二硝基苯肼,使用前至少使用紫外线级乙腈再结晶两次。

7.2 乙腈,紫外线级(使用前应检测每批溶剂)

7.3 高氯酸60%的质量浓度,p = 1,51 kg/l,试剂等级(最佳来源)

7.4 盐酸36,5%38%的质量浓度,p = 1,19 kg/l, 试剂等级(最佳来源)

7.5 盐酸2mol/l,试剂等级(最佳来源)

7.6 甲醛,37%质量浓度溶液,试剂等级(最佳来源)

7.7 醛类和酮类,高纯度,用于二硝基苯肼衍生物标准的制备(可选择)

7.8 乙醇或甲醇,高效液相色谱级。

7.9 ,高纯度等级(最佳来源)

7.10 木炭,颗粒状(最佳来源)

7.11,高纯度等级(最佳来源)

8 试剂和取样盒的制备

8.1 2,4-二硝基苯肼的提纯

二硝基苯肼(DNPH)试剂产生的甲醛污染是一个常见的问题。二硝基苯肼(7.1)应在紫外线级乙腈(7.2)中通过多次再结晶进行净化。4060的温度下,缓慢蒸发溶剂,实现晶体粒度的最大化,再结晶过程则完成。在使用前,使用高效液相色谱法测定二硝基苯肼中羰基化合物的杂质等级,每取样箱和单独化合物的杂质等级应低于0,15μg

200毫升乙腈中煮沸多余的二硝基苯肼,时间大约为1小时,制备一份二硝基苯肼的过饱和溶液。一小时后,取出过饱和溶液并将其倒入热板上的加盖烧杯内,逐渐冷却到4060。使溶液保持该温度(40),直到95%的溶剂蒸发掉。轻轻倒出溶剂,使用三倍的虚表乙腈,分两次清洗剩余晶体。将晶体放入另一只干净的烧杯,加入200毫升的乙腈,加热到沸腾,再次使晶体缓慢冷却至4060,直到95%的溶剂蒸发掉。如上所述重复清洗步骤。取出第二次清洗的小部分晶体,用乙腈稀释10次,每100毫升二硝基苯肼中加入1毫升的3,8mol/l高氯酸(7.3),使之酸化,并按照9.3.4部分规定,用二硝基苯肼进行分解。

警告进行本程序试验时,要使用通风良好的罩子,前方放置防爆屏。

备注 酸可以催化羰基化合物和二硝基苯肼的反应速度。盐酸、硫酸、磷酸或过氯酸等大多数强性无机酸都能够达到满意效果。在极少的情况下,盐酸和硫酸会导致问题。

二硝基苯肼的再结晶溶剂中,<0,025μg/ml的甲醛腙,0,02%质量浓度的二硝基苯肼都属于合格的杂质等级。

如果杂质等级不能用于计划的取样活动,可重复再结晶过程。将提纯的晶体倒入全玻璃的试剂瓶,加入200毫升乙腈,堵住瓶口,轻轻摇晃,放置一个晚上。根据9.4.3规定,使用高效液相色谱法分析上层溶剂。如果杂质等级仍不满意,用洗液器吸取溶剂,然后将25毫升的乙腈倒入提纯的晶体中。使用20毫升的乙腈春福清洗,直到经过二硝基苯肼分析,可以确定上层溶剂的杂质级别低到令人满意为止。

如果杂质级别令人满意,另外加入25毫升的乙腈,堵住瓶口,摇晃试剂瓶,然后放置到一边。提纯晶体上方的饱和溶液是储存的二硝基苯肼试剂。只需保留足够日常试验操作所需的最少量饱和溶剂即可。这样可以使提纯试剂的浪费降到最少,对于一些需要更严格纯度的试验,则需要重新清洗晶体,降低杂质等级。进行任何分析试验时,将饱和的二硝基苯肼储备溶剂倒入干净的吸量管。不要从试剂瓶中倾倒储备溶液。

8.2 二硝基苯肼-甲醛衍生物的制备

在一部分再结晶二硝基苯肼(8.1)中加入足够2mol/l的盐酸(7.5),获得大致饱和的溶剂。在该溶剂中加入摩尔质量超过二硝基苯肼的甲醛(7.6)。过滤二硝基苯肼-甲醛的沉淀液,使用2mol/盐酸和水进行清洗并晾干。

使用熔点测定法(165166)或者色谱分析法检测二硝基苯肼-甲醛衍生物的纯度。如果杂质等级不合格,使用乙醇再次结晶衍生物(7.8)。重复纯度检测过程,如有必要则再次进行结晶,直到获得满意的纯度为止(例如,99%的质量浓度)。

二硝基苯肼-甲醛衍生物应在冷冻条件下(4)避光保存。这样至少可以保存6个月。使用氮(7.9)或者氩储存能够进一步延长衍生物的使用期。

附录B给出了几种羰基化合物中二硝基苯肼衍生物的熔点。

对于甲醛和其他羰基化合物(7.7)中适合作为标准规格使用的二硝基苯肼的衍生物,既可以以纯晶体形式在市场上买到,也可以作为乙腈中的单一或混合储备溶液购买。

8.3 二硝基苯肼-甲醛标准的制备

精确称出乙腈的重量,并进行溶解,可以制作出二硝基苯肼-甲醛的标准储备溶液(7.2)。利用标准储备溶液制作校准用标准的混合液。应调整标准混合溶液中二硝基苯肼-甲醛的浓度,以反映出真实样本中的浓度范围。

10毫升的固体衍生物溶解在100毫升乙腈内,可以得到大约100mg/l的单一储备溶液。单一储备溶液可以用于制作浓度在0.5μg/ml20μg/ml之间相关衍生物的校准用标准溶液,该浓度范围可以满足相关浓度需求。

将所有标准溶液储存在盖紧的容器内并放入冰箱,避光保存。使用前使之平衡到室温。溶液应在四周后替换掉。

8.4 带有二硝基苯肼涂层的硅胶盒的制备

8.4.1 概述

该程序应在乙醛本底浓度极低的环境下进行。所有玻璃和塑料制品应使用去离子水和无醛乙腈(7.2)彻底清洗和清洁。实验室空气中接触试剂的次数应减到最少。接触硅胶盒时,应佩戴聚乙烯手套。

8.4.2 二硝基苯肼涂料溶液

用移液管吸出30毫升的二硝基苯肼饱和储备溶液,放入1000毫升的量瓶内,然后加入500毫升乙腈(7.2)。使用10毫升的浓盐酸(7.5)进行酸化。

应使用二硝基苯肼涂层的硅胶盒对酸化溶液上方的空气进行过滤,将实验室空气产生的污染降至最低。摇晃溶液,然后使用乙腈补足溶液体积。堵住烧瓶,倒置过来并摇晃几次,直到溶液质量均匀为止。将酸化溶液倒入一个容量在0毫升到10毫升之间、带有容积式分液器的试剂瓶内。

填装分液器,缓慢分出10毫升到20毫升溶液。将一份溶液倒入样本瓶内,根据9.3.4使用二硝基苯肼测定酸化溶液的杂质等级。甲醛的杂质等级应<0,025μg/ml

8.4.3 硅胶盒的涂层

打开硅胶盒包装,将硅胶盒(6.1.1)的较短一端连接到10毫升注射器,并按照图3所示放在注射器支架(6.2.4)上。使用连续式微量的容积式烧瓶(6.3.2.4),每个注射器内加入10毫升乙腈(7.2)。使液体靠重力流入排水道。

使用乙腈替换注射器中的气泡,从而去除任何可能挡在注射器和硅胶盒之间的气泡。

使用含有酸化二硝基苯肼涂层溶液的连续式微量分液器,向硅胶盒内加入7毫升溶液。一旦硅胶盒出口的表面水流停止,将7毫升的涂膜溶剂加入每个注射器。使涂膜溶剂依靠重力流过硅胶盒,直到硅胶盒另一端水流停止。使用干净的纸巾擦去每个硅胶盒出口的多余液体。

按照图3b)所示安装干燥管,其中每个出口处(例如,洗涤器或者防护盒)有一个预制的二硝基苯肼涂层盒。这些防护盒能够清除氮气(7.9)供给时可能存在的甲醛痕迹。方法如下:根据下文指示烘干几个新涂膜的盒子,并且牺牲掉这些盒子,确保剩余盒子的纯度,就可以实现这一目的。

将盒子连接器[两端张开,0,64 cm× 2,5 cm外直径聚四氟乙烯(PTFE)导管,内直径略小于盒子出口处的外直径]插到洗涤器盒子的较长一端。

移除注射器上的盒子,将盒子较短一端连接到已连接到洗涤器盒子的连接器的开口端。

氮气(7.9)以300毫升/分钟到400毫升/分钟的速度通过每个盒子。使用巴斯德吸管和乙腈,清洗盒子的外表面和出口端。15分钟后,停止氮气流动,清洗干净盒子外表面的乙腈,取走干燥的盒子。将标准聚丙烯阳注射器塞子(male syringe plug)插入涂膜盒子两端,并将各自置于带有聚丙烯螺丝帽(6.2.1)的硼硅玻璃培养管内。

将序列号和批号标签贴到每个盒子的玻璃储存容器上,在使用前预制盒子应冷藏保存。

4的条件下避光保存时,取样盒至少可以保存6个月。

9 程序

9.1 样本收集

安装取样系统,保证在取样期间,取样泵(6.1.2)能够保持恒定流速。当温度高于10时,取样盒(6.1.1)可以安全进行空气取样。如有需要,增加一个臭氧浊蚀器或洗涤器(详见4.2)。

进行取样收集前,检查系统是否存在泄漏。将取样盒入口(较短一端)堵上,这样取样泵出口端就不会流出溶剂。流量计不应显示出取样仪器中有任何空气通过。

如果取样期间无人看守或者取样时间延长,强烈建议使用大流量控制器(6.1.3)或者,如果合适,使用补偿式个人取样泵,以保持恒定流量。流量控制器的设定值应至少比取样盒最大空气流量低20%

备注1 硅胶存在于取样盒中两个多细孔过滤筛之间。取样期间,空气流速会随着前筛上空中悬浮颗粒的沉积而发生变化。当取样颗粒沉积的空气时,气流变化影响重大。

安装好整个系统(包括虚拟取样盒),检查流速是否接近理想速度。应保持0,5l/min1,2l/min的流速。取样空气中羰基摩尔的总数不应超过二硝基苯肼(2毫克或者0,01mol/盒;商购预涂膜取样盒为1毫克到2毫克/盒)。一般来说,样本尺寸应该低于取样盒[考虑到干扰因素(详见第4条),甲醛为[100μg200μg]二硝基苯肼质量荷载的75%。一般来说,如果系统是密封的,使用肥皂泡流量计或者连接到流量出口的校准用湿式气体流量计(6.1.4)都可以进行校准。

备注2 EN 1232[10]说明,不需要取样泵设有密封的流量系统下游,就可以进行正确的校准。

在取样开始和结束时测量和记录取样的流速,就可以测定样本体积。如果取样时间超过2个小时,应在取样中期测定流速。使用转子流量计能够观察流速,而不需要中断取样过程。或者也可以使用直接测量并持续记录流速的取样泵。

取样前,从带摩擦顶的金属上或者其他适当容器中取出取样盒容器。使取样盒在玻璃试管内加热到室温,再连接到取样器上。

如果使用商购的预涂膜二硝基苯肼取样盒,在连接到取样器前,也应提前将取样盒加热到室温。

使用聚乙烯手套(6.2.2)取出注射器塞子,使用注射器适配器将取样盒连接到取样系统上。将取样盒连接到取样器上,这样较短一端就可以变成取样入口。

如果使用商购的预涂膜二硝基苯肼取样盒,应遵循制造商的指示。一些商购取样器可能是密封玻璃试管。这种情况下,使用试管破碎机打破取样盒两端。使用较小流量的吸附剂把一端插到取样器上,连接取样盒,这样较大流量的吸附剂就位于进气口了。处理破碎一端时应加以小心。

打开取样机,将流速调节到理想速度。前后两个取样盒中的典型流速分别是1,0l/min0,8l/min。取样机按照所需的时间运行。定期记录取样时的变化。

如果取样期间的环境气温低于10,应提高取样盒的保存温度。经过观察,在各种天气条件下——寒冷、湿润和干燥的冬季,以及炎热潮湿的夏季,相对湿度不会对取样产生重大影响。

取样结束时,在流动停止前测定流速。如果取样开始和结束时的流速差异超过10%,应将取样标记为怀疑。

如果通过计算,需要将浓度变换到标准条件(温度和压力),应在取样期间测定温度和压力。

取样完成后,应立即从取样系统中取出取样盒(使用聚乙烯手套),使用原配的端部螺塞盖上,放回原来已贴标签的容器内。使用聚四氟乙烯胶带密封,放入内有2厘米到5厘米高度木炭颗粒(7.10)的顶部摩擦罐子(6.2.3)或者另一带有适当垫料的合适容器内。在适当情况下,可高温密封的带金属片内衬塑料袋也可以用于储存曝光的取样盒。在分析前,应冷冻曝光的取样盒。分析前的冷冻时间不应超过30天。

如果需要将样本运输到中心检验室进行分析,应将非冷冻时间降到最低,最好少于两天。

按照下列公式(1)计算样本平均流速:

                                                                                                                                    

其中:

指的是平均流速,单位:毫升/分钟;

指的是取样开始时、结束时和中间时测定的流速

n指的是平均次数

然后,使用公式(2)计算总流量:

                                                                                                                                            

其中,

 指的是在测定温度和压力下进行取样时的总体积,单位:公升;

指的是停止时间;

指的是开始时间;

 指的是取样总时间,单位:分钟;

指的是平均流速,单位:毫升/分钟;

9.2 处理空白

在每批样本中,至少分析一个现场空白。如果一组的数量超过10个样本,至少10%的分析样本应为现场空白。应记录一组或者一个时间段内的样本数量,或者二者同时记录,这样就可以获得给定数量的空气样本中现场空白的比例。除了取样盒无空气取出的情况外,现场空白应与样本进行同样的处理。处理空白时应符合9.1条提出的性能标准。为了区分可能出现的现场和实验室污染,分析实验室(实验室空白)保留的空白取样盒也是可取的。

9.3 样本分析

9.3.1 样本制备

将样本装入带有2厘米到5厘米木炭颗粒(7.10)的外部容器内,送回实验室,在分析前保存在冰箱里。或者,样本也可以单独储存在各自容器内。取样和分析的时间差不应超过30天。

9.3.2 样本去吸附

将取样盒(取样时的入口或者较短一端)连接到干净的注射器。

为了防止不可溶解的颗粒进入洗出液,去吸附期间的液体流动方向应该与取样期间的气流方向一致。如果高效液相色谱法分析之前已经过滤了洗出液,则可以进行反方向的去吸附。每批样本都应分析过滤的空白提取物,确认过滤器没有引入污染。

将取样盒和注射器放置在注射器支架上。使用注射器中5毫升的乙腈(7.2)通过取样盒,注射到有刻度的试管或者5毫升的容量瓶,去掉二硝基苯肼衍生物中的羰基和取样盒中未反应的二硝基苯肼。根据取样盒的情况,也可以使用其他体积的乙腈。

备注 干取样盒中的乙腈持有量应略大于1毫升。由于取样盒过滤器和注射器适配器尖端之间能够阻截空气,在注射器中的乙腈彻底倒入取样盒之前,可以停止洗出液的流动。如果发生这种情况,使用一次性的长头巴斯德吸管,用注射器中的乙腈替换掉阻截的空气。

将乙腈添加到5毫升的刻度线。给烧瓶贴上样本标识。使用聚四氟乙烯内衬的隔膜,使用吸管将一份乙腈吸入样本瓶。使用高效液相色谱法分析一份乙腈。作为备份,保留第二份乙腈并储存在冰箱内,直到第一份分析结果得出并证实有效。如有必要,第二份乙腈可以用于证实性分析。

对于含有两个吸附剂垫层的玻璃密封二硝基苯肼采样管,打开离第二层吸附剂(出口端)最近的试管一头。小心取出带有吸附剂垫层的玻璃棉的弹簧(卡环)和塞子。把吸附剂倒入带有聚四氟乙烯内衬隔膜或者盖子的干净的4毫升玻璃试管内。贴上备用样本标识。仔细取下玻璃棉的下一个塞子,将剩余的吸附剂倒入另一4毫升容量的烧瓶,并标记为首要取样部分。小心用移液管吸出3毫升的乙腈并注入每个烧瓶,每个烧瓶并盖上盖子,偶尔摇晃瓶子,使之站立30分钟。

9.3.3 高效液相色谱法校准

制定二硝基苯肼-甲醛衍生物中乙腈(7.2)的校准标准(详见8.3)把10毫克的固体衍生物溶解在100毫升的流动相内,得到100毫升的单独储备溶液。

每个校准标准(至少5个等级)都分别分析两次,将注入物质的面积响应做成表格(或者,更方便的方法是,与注入的二硝基苯肼-甲醛相对,固定循环容积;详见图4和图5)。按照9.3.4的样本分析方法操作所有流量的校准。为了避免出现滞后效应,从较低浓度开始操作。使用紫外线检测器或者二极管阵列检测器,每25μl的注射量能够得到大约0,05μg/ml20μg/ml的线性响应范围。如图6所示,该结果可以用于制作校准曲线。数据(浓度VS面积响应)的线性最小二乘法拟合的相关系数至少为0,999时,可以发生线性响应。每种分析物的保留时间应一致在2%以内。

一旦记录了线性响应,接近每种成分预计等级的中间浓度标准,至少是检测范围的10倍,应作为日常校准标准。各种成分的日常响应应在1μg/ml或者更多被测物浓度的10%以内,低于接近0,5μg/ml被测物浓度的20%。如果观察到更高的浮动范围,按照新的标准重新校准或者制作新的校准曲线。

9.3.4 利用高效液相色谱法分析甲醛

按照9.3.3装配高效液相色谱法系统并进行校准。下文给出了标准操作参数。

研究人员发现了十八烷基硅烷柱式(100毫米X5毫米内直径,10µm颗粒,)的流动相中含有70%体积分数(volume fraction)甲醇+30%体积分数的水混合液,这能够为二硝基苯肼-甲醛和可能出现的其他干扰化合物提供充分的解析度。可以采用坡度或等度洗脱计划(详见ISO 16000-4)。

或者,实验证明,含有60%体积分数乙腈+40%体积分数水混合液的等度流动相也能够满足此需要。参数如下:

色谱

C-184,6毫米内直径×25厘米,或者相等);如有需要,可以使用柱式加热炉获得更加准确的温度控制。

流动相

60%的体积分数乙腈+40%的体积分数水,等度,批量温度40

检测器

紫外线,360nm下运行

流速

1,0 ml/min

保留时间

C-18柱的甲醛保留7分钟,两个C-18柱的甲醛保留13分钟

样本注射量

25 μl

每次分析前,检查检测器的基线,保证检测条件的稳定性。

600毫升乙腈和400毫升的水混合,或者将参数设置为适当的梯度洗脱高效液相色谱,制作高效液相色谱法的流动相。使用0,22μm聚酯膜滤器将上述混合液过滤到全玻璃或聚四氟乙烯抽吸过滤仪器内。,使用7.11)清洗过滤后的流动相10分钟到15分钟(100毫升/分钟),或者在带有表面玻璃盖子的锥形烧瓶内加热到60并持续5分钟到10分钟,完成过滤后流动相的脱气。检测器后面应放置一个恒定反压限制器(350kPa)或者0,25毫米内直径的聚四氟乙烯装管的短尺(1530厘米),减少流动相的进一步脱气。

备注1 除了氦清洗或加热进行流动相(乙腈与水的混合液)的脱气之外,实验室常用的方法是在减压情况下,通过薄膜进行超声波脱气或者在线脱气。

将流动相放入高效液相色谱法的溶剂储存器内,将取样泵流速设定为1,0毫升/分钟。批次温度设定为40。在第一次分析前,取样泵工作2030分钟。第一次分析前,检测器至少工作30分钟。检测器结果显示在条状记录器或者类似的结果展示设备上。

如果使用人工注射系统,至少将100μl样本注入清洁的高效液相色谱法注射器内。使用注射器将多余的样本加入高效液相色谱环内(阀门荷载位置)。打开阀门调到注射位置,开始运行。同时使用注射剂激活数据系统,在条状记录器上标记注射点。大约1分钟后,将注射阀调回到荷载位置,使用乙腈与水的混合液清洗或冲洗注射器和阀门,为下一次样本分析做好准备。

当阀门处于注射位置时,不要通过高效液相色谱环注射溶剂。

二硝基苯肼-甲醛衍生物(图4)洗脱完成后,终止数据采集进程,按照第10条规定计算化合物的浓度。获得稳定的基线后,如前文所述,系统可以用于进一步取样分析。

备注2 几次取样盒分析后,使用几个100%体积分数乙腈的圆柱冲洗圆柱上的组合(如有表示,例如,每次运行提高压力到给定流量和溶剂成分)。如果使用预置柱,可以达到同样的保护效果。

如果分析物的浓度超过了仪器的线性范围,应使用流动相,或者注入到高效液相色谱的较少液体稀释样本。如果早期运行时发现保留时间没有复制到±10%以内,可以提高或降低乙腈与水的比例,获得正确的洗脱时间。如果洗脱时间过长的话,提高该比例;如果洗脱时间过短,降低该比例。如果需要改变溶剂,每次在运行样本前都应重新校准(详见9.3.3)。

备注3 为了检测甲醛,此处规定的色谱条件已经达到了最佳。建议分析员实验高效液相色谱系统,实现色谱条件的最优化,满足特殊的分析需求。也可以使用自动注射和自动启动数据采取的高效液相色谱系统。

根据4.2和图2.检查色谱图,证实臭氧的干扰作用。

9.3.5 其他醛类和酮类的高效液相色谱分析

9.3.5.1 概述

使用两个C-18序列柱,通过梯度程序改变流动相的构成,实现色谱条件的最优化,从而分析空气中收集的醛类和酮类。特别是在大约1小时的分析时间内,最优的色谱条件的能够分离丙酮、丙醛和一些高分子量醛类。

线性梯度程序能够定期改变流动相的成分,实现色谱图中C3C4和苯甲醛区域的最大解析度。经研究,下文的梯度程序能够用于实现这一目的:样本注射后,60%体积分数的乙腈(ACN)+40%体积分数的水到75%体积分数乙腈+25%体积分数的水的线性梯度,保持36分钟;到100%体积分数乙腈,保持20分钟;100%乙腈,保持5分钟;反向线性梯度,从100%乙腈到60%体积分数乙腈+40%体积分数的水,保持1分钟;60%体积分数乙腈+40%体积分数的水,保持15分钟。

9.3.5.2 其他羰基化合物的样本分析

按照9.3.3条装配并校准高效液相色谱系统。运行参数如下:

色谱

C-18,连续两个柱

流动相

乙腈+水,线性梯度

检测器

紫外线,360nm运行

流速

1,0毫升/分钟

程序

详见9.3.4

为了服务高效液相色谱梯度系统,此处的色谱条件已经达到了最优化。该系统含有一个紫外线检测器或二极管阵列检测器、一个带有25μl环注射器的自动取样机、两个C-18圆柱(4,6毫米×250毫米)、一个记录器或电子积分器。建议分析员实验高效液相色谱系统,实现色谱条件的最优化,满足特殊的分析需求。能够分离丙烯醛、丙酮和丙醛应是色谱条件优化的最低目标。

备注 色谱柱生产商通常建议提供最优条件,使用反向圆柱法分离二硝基苯肼衍生物。这些建议可以降低双重圆柱的需要,而不需要损害羰基化合物解析度。

通过将羰基化合物的保留时间和面积指标次数与标准二硝基苯肼衍生物的此类数值进行比较,可以得到并量化样本中的羰基化合物。此方法可以非常确定地获得甲醛、乙醛、丙酮、丙醛、苯甲醛和o-, m-, p-甲基苯甲醛。但是,由于在规定的色谱条件下,丁醛与异丁醛和甲乙酮共同洗脱,因此丁醛的测定则不太确定。然而,依照特殊的预防[11]措施,可以使用可接受的准确度量化丙烯醛和丁烯醛。图7举例说明了使用高效液相色谱梯度系统获得的典型色谱图。

按照9.3.4规定,可以测定单一羰基化合物的浓度。

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