气相色谱法同时测定食品类检测实验室工作场所空气中11种有毒物质

气相色谱法同时测定食品类检测实验室工作场所空气中 11种有毒物质

窦锴 1 陈国通 2 宁媛茹 3 王跃宏 1 李璞璞 1 于光魁 1

1. 新疆质信通工程检测技术有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011；2.新疆维吾尔自治区分析测试研究院， 新疆 乌鲁木齐 830011；3.新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011

摘要：目的 利用溶剂解吸（二硫化碳）-气相色谱法同时测定食品检测类实验室工作场所空气中11种有毒物质，为加强工作人员的个人防护和职业健康监护提供科学依据。方法 采用溶剂解吸型活性炭管对工作场所的空气进行采样吸附，利用二硫化碳进行解吸，经TG-WAXMS（30m×0.25mm×0.25μm）毛细管色谱柱分离，采用氢火焰离子化检测器检测，气相色谱法测定。结果 苯、甲苯、二甲苯（邻、间、对）、乙苯、苯乙烯、异丙苯、丙酮、乙酸乙酯、正己烷的线性范围均为0.0-1000.0μg/mL，相关系数均大于0.999，检出限在0.12-0.60μg/mL之间，平均回收率在95.0-105%之间。该方法具有较高的灵敏度，线性范围宽，各项指标均满足工作场所空气中有害化学物质检测方法研制规范的要求。结论 利用此方法对食品类检测实验室工作场所空气进行检测，检出正己烷、丙酮与乙酸乙酯，并在前处理室存在超标情况，建议应加强个人防护和职业健康监护。

[关键词]气相色谱法；食品；检测实验室；空气；有毒物质

Simultaneous determination of 11 toxic substances in the air of food testing laboratory workplaces by gas chromatography

DOU Kai,LI Xiao-xuan,CHEN Guo-tong

(1. Xinjiang Academy Of Analysis And Testing, Urumqi 830011, China；2. The Xinjiang Uygur Autonomous Region occupation disease prevention and control center, Urumqi 830011, China)

[Abstract][OBJECTIVE]: To determine 11 kinds of toxic substances in the air of food inspection laboratories by solvent desorption (carbon disulfide) gas chromatography. [METHODS]: Solvent desorption activated carbon tube was used to sample and adsorb the air in the workplace. Carbon disulfide was used to desorb the air. The gas was separated by TG-WAXMS (30m x 0.25mm x 0.25μm) capillary column, detected by hydrogen flame ionization detector and determined by gas chromatography. [RESULTS]: The linear ranges of benzene, toluene, xylene (o, m, p), ethylbenzene, styrene, cumene, acetone, ethyl acetate and n-hexane were all 0.0-1000.0 μg/ml. The correlation coefficients were greater than 0.999. The detectionlimit was between 0.12-0.60 μg/ml. The average recovery rate was between

作者简介：窦锴（1992—），男，本科，实验师，职业病检测。邮箱：1149839104@qq.com

通讯作者：陈国通（1985—），男，硕士，高级工程师。邮箱：273881856@qq.com

95.0-105%. [CONCLUSION]: The method has high sensitivity, wide linear range,

and all indicators meet the requirements of the development criteria for the detection

of harmful chemicals in the air of workplace. This method was used to detect the air in the workplace of food testing laboratory, and n-hexane, acetone and ethyl acetate were detected, and there was a situation of exceeding the standard in the pretreatment room.

[Key words] Gas Chromatography; Food; Testing Laboratory; Air; Toxic Substances

随着经济的发展和社会的进步，人们生活水平越来越高，我国对食品安全问题也越来越重视，食品检测行业随之兴起和发展。近年来，我国食品安全问题不断发生，不仅危害人民的生命安全，也造成了社会恐慌，不利于社会的和谐、稳定发展。因此食品质量检测已成为社会生活中不可或缺的重要工作，对于保障居民的日常饮食安全具有重要的意义。并且随着各种食品添加剂及农、兽药新品种的研发，食品检测工作涉及的范围越来越广。与此同时对从事食品检测行业的人员提出了新的要求，而相关从业人员在检测过程中接触到的有毒有害物质也会变得越来越多，其中有毒有害物质中有机物占绝大多数，例如：苯、甲苯、二甲苯（邻、间、对）、乙苯、苯乙烯，异丙苯、乙酸乙酯，正己烷，丙酮等有机试剂经常在加测前处理过程中被用作提取溶剂。

本文建立了一种利用活性炭管采集，气相色谱法同时测定工作场所空气中11种有毒物质的方法，并应用此方法对某食品综合类检测实验室在其食品检测工作场所空气中的11种有毒物质进行检测分析。

1材料与方法

1.1仪器

岛津GC-2014气相色谱仪，检测器为氢火焰离子化检测器（FID），AOC-20i+s自动进样器;低流量采样泵Gilian-Airplus（流量在5mL/min-500mL/min），采样流量器校准器为Gilian皂膜流量计，活性炭管为溶剂解吸型（100mg/50mg）、天平为梅特勒十万分之一精度。

1.2试剂

二硫化碳、丙酮、乙酸乙酯、正己烷均为色谱纯，天津光复精细化工研究所生产；二硫化碳中的八种苯系物（苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、异丙苯、乙苯）苯系物为有证标准物质，购自北京坛墨质检标准品，浓度为1000μg/mL。对所用色谱纯试剂做试剂验收，均无其他杂峰干扰。标准储备液的配制：用微量注射器分别准确加入适量的丙酮、乙酸乙酯、正己烷于3支5 mL容量瓶中，用二硫化碳定容至刻度，配成相应的丙酮、乙酸乙酯、正己烷标准储备液。

1.3样品采集

现场采样按照 GBZ 159-2004 《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》^[1]执行。在采样点，打开活性炭采样管两端，以 100 mL/min 的流量采集空气样品 15 min。空白对照：将活性炭采样管带至现场，除不采集空气外，其余操作与样品相同。采样后立即封闭活性炭管两端，于清洁容器中运输，4 ℃冰箱中至少可保存3 天，样品解吸液在 4 ℃冰箱至少可保存 8 天^[1-4]。

1.4测定方法

1.4.1 色谱条件：TG-WAXMS（30.00m×0.25mm×0.25μm）毛细管色谱柱（美国Thermo Fisher Scientific科技公司）；气化温度 200 ℃；分流比 20∶1；载气为高纯氮气1.0 mL/min；升温程序：40 ℃保持 5 min，以 20 ℃/min 升至 180 ℃，保持 1 min；进样量 1.0 μl；FID 检测器温度 220 ℃，燃气（H₂）流量 40 mL/min，助燃气（空气）流量 400 ml/min，尾吹气（高纯 N₂）流量 30mL/min。

1.4.2 标准系列：用解吸液二硫化碳将丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物标准储备溶液逐级稀释成浓度分别为 0、10、100、200、500、1000μg/ml标准系列。

1.4.3样品处理：将采样后的活性炭管割开，将前、后端活性炭分别倒入 1.5 mL的溶剂解吸瓶中，加 1.0 mL解吸液，振摇 1 min，解吸 30 min 后测定。如样品浓度超过标准系列，可用解吸液稀释样品溶液，计算结果时乘上稀释倍数。

1.4.4测定步骤：开启仪器，将仪器条件设置为优化好的色谱条件，待基线平稳后开始进样测定。先测定标准系列，每个浓度的标准进样测定3次，以峰面积的均值对浓度绘制标准曲线，计算回归方程。测定样品和空白对照解吸液，按标准曲线计算解吸液中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度（μg/ mL），按公式（1.5.2）计算空气中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度（mg/m

³）。

1.5计算公式

1.5.1 按式（1）将采样体积换算成标准采样体积

式
中：V0—标准采样体积 （L）；V—采样体积（L）；t—采样点的温度（℃）；P—采样点的大气压（kPa）。

1.5.2 按式（2）分别计算工作场所空气中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度:

（
2）

式中：X—工作场所空气中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度（mg/m³）；

C₁—前段活性炭解吸液中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度（μg/ mL）；

C₂—后段活性炭解吸液中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度（μg/ mL）；

v—解吸液体积（mL）；

D—解吸效率（%）；

V₀—标准采样体积（L）。

2结果与讨论

2.1、色谱条件的选择及优化

在现行标准方法中，测定工作场所空气中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的所采用的色谱柱均使用的是强极性色谱柱FFAP，柱温采用恒温。本文同样采用强极性低流失色谱柱TG-WAXMS，柱温采用程序升温的方式进行，避免在柱温恒温情况下长期大量进样造成色谱柱污染及分离度差等问题。对柱温、载气流量、气化温度、分流比、检测条件进行优化，得出最佳色谱条件（1.4.1）。在此条件下，丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物相互间分离良好，并且解吸液中的二硫化碳也不影响测定。色谱图详见图1

2.2、方法的线性范围、回归方程及相关系数

将各浓度标准溶液按照上述选定条件分别进样进行分析，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。以信噪比等于3为标准，计算实验条件下的检出限（LOD）。结果见表1。从表中可以看出，丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物的浓度在0～1000.0μg/mL之间均有较好的线性关系，相关系数均大于0.999，检出限均可达到国家标准要求。

表1 11种有毒物质的标准曲线，线性范围，相关系数，检出限

2.3、加标回收试验

取空白活性碳管分为3组，每组6支，用微量注射器分别加入高、中、低3个质量浓度的混合标准溶液（设为高、中、低浓度组），加标量分别为100μg、400μg、800μg，放置过夜，用二硫化碳解吸后测定，计算平均回收率和RSD，平均解吸效率为 97.7%～110.0%^[7-8]见表2。

表2 11种化合物的解吸效率试验结果（ｎ＝６）

2.4．采样效率、解吸效率、穿透容量试验及样品稳定性

本方法采用活性炭管采集，二硫化碳解吸分析挥发性有机污染物(丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物）吸附剂、解吸溶液均与现已颁布的国家标准方法一致，因此本方法不再重复讨论采样效率、解吸效率、穿透容量及样品稳定性试验，样品稳定性取最少稳定时间，即冰箱保存至少可稳定5d。

2.5、实际样品测试

在上述色谱条件下，对某食品检测类实验室前处理室、气相色谱室、液相色谱室工作场所空气中的11中有毒有害物质进行检测，测定3次，结果取3次测定的平均值。同时采集空白对照组，结果显示，空白对照组中丙酮、乙酸乙酯、正己烷及苯系物均未检出。11种有毒有害物质中苯系物在食品检测类实验室前处理室、气相色谱室、液相色谱室工作场所空气中均小于检出限，正己烷、丙酮与乙酸乙酯在前处理室均检出，且在前处理室超出限量值^[5-6]。正己烷、丙酮与乙酸乙酯测定结果见表3。

表3 测定结果

3结论

本法采用溶剂解吸气相色谱法同时测定了食品类检测实验室包括前处理室、气相色谱室、液相色谱室工作场所空气中的11种有毒有害物质，操作简便快速，精密度高，分离效果好，实用性强，线性范围广等特点。定量检测结果符合国家职业卫生检测标准，适合在使用多种有毒物的工作环境测定。

根据检测结果，食品类检测实验室环境空气中检出正己烷、丙酮与乙酸乙酯，并在前处理室存在超标情况。建议实验室配备效果良好的通风橱，并及时检查通风橱运行情况。相关工作人员进入实验室必须佩戴个人防护用品，定期对个人防护用品进行维护、更换，保持防护用品的有效性。定期对有职业病危害因素的工作场所进行检测。建立从业人员职业健康监护档案，并做好职业健康体检工作。

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