三苯是挥发性有机物(VOCs)的重要成分之一, 通常是苯、甲苯、二甲苯的总称。三苯均被列入美国EPA的129种优先污染物名单中^[1], 三苯可用作化工生产的中间体, 作为溶剂或稀释剂用于油漆、喷漆、橡胶、皮革、油墨等, 因此在印刷业、家具制造业及一些化工行业中广泛存在。"三苯"是强血液毒性和致癌物质, 可经呼吸道、皮肤和消化道吸收。长期接触较高浓度的苯、甲苯、二甲苯可导致职业病发生的概率增加。测定人尿液中游离三苯的含量, 对进一步研究三苯对作业工人的危害具有重要的意义。尿中甲苯的测定国内主要采用的是顶空气相色谱法^[2], 本文参考有关文献^[3-5], 较系统的研究了尿中三苯的顶空固相微萃取气相色谱测定法, 获得较满意结果。

1 材料和方法 1.1 仪器

6890N气相色谱仪(美国安捷伦公司), 氢火焰离子化检测器; 顶空玻璃瓶(10 mL)。固相微萃取装置(SPME, 美国SUPELCO公司), 75 μmCAR/ PDMS (Carboxen/聚二甲基硅烷)涂层的石英纤维针头(美国SUPELCO公司); 78-1型的磁力加热搅拌器(江苏省金坛市恒丰仪器制造有限公司)。

1.2 试剂

苯、甲苯、二甲苯(色谱纯, 天津市科密欧化学试剂有限公司); 硫酸铵(分析纯, 天津市科密欧化学试剂有限公司)。

1.3 方法 1.3.1 仪器条件

萃取条件:50℃恒温水浴20 min, 500 r/min搅拌条件下萃取10 min。将萃取头注入进样口, 于120℃下解吸3 min。色谱条件:FFAP弹性石英毛细管柱(30 m × 0.54 mm × 0.25 μm), 柱温80℃; 汽化室温度120℃; 检测器温度200℃; 载气氮气流量1.0 mlmin; 20:1分流; 空气流速400 ml/min, 氢气流速40 ml/min。

1.3.2 样品采集

在知情同意的情况下, 采集喷漆工人班后50 ml尿样, 收集于经本底检测没有污染的50 ml聚乙烯塑料瓶中, 同时测定尿的相对密度, 舍弃尿相对密度小于1.010和大于1.030的样品。采样后尽快将样品转移至实验室低温冰箱保存。用前将样品在室温下放置至完全解冻并混匀。

1.3.3 标准系列的测定

分别精密吸取10 μl苯、甲苯、二甲苯于100 ml容量瓶中, 水定容至刻度, 配成浓度分别为苯:87.87 μg/ml、甲苯:86.69 μg/ml、二甲苯:88.02 μg/ml的标准储备溶液。用不含三苯的空白尿液将标准贮备液稀释成标准系列, 结果见表 1。准确移取各标准溶液3.0 ml于预先加有1.0 g硫酸铵的顶空瓶中, 立即封紧瓶口, 按1.3.1条件进行检测。并以三苯浓度对峰面积绘制标准曲线。

1.3.4 样品测定

准确吸取已混匀的尿样3.0 mL置于预先加有1.0 g硫酸铵的顶空瓶中, 立即封紧瓶口, 按1.3.1条件测定。以保留时间定性, 峰面积定量, 再计算尿相对密度校正后的尿中三苯水平。

2 结果 2.1 尿中三苯的检出限和检测范围

以信噪比等于3时对应的尿中三苯水平为最低检出浓度, 结果见表 2。

2.2 方法精密度

取高、中、低三种浓度, 重复测定6次, 计算相对标准偏差, 见表 3。

2.3 方法准确度

于接触人尿液中分别加入不同体积三苯标准贮备液, 配制成尿液样品, 用与样品相同的条件进行测定, 根据结果计算加标回收率, 见表 4。

2.4 方法应用

应用该方法测定了20名喷漆作业工人及15名不接触喷漆作业的对照组工人的班后尿样, 结果见表 5。

3 讨论 3.1 萃取时间的选择

萃取时间是影响涂层萃取量的一个重要因素^[6], 取同一浓度含量的尿样, 选择不同的萃取时间, 结果显示, 挥发性强的苯、甲苯在5 min内就达到平衡, 二甲苯则在10 min以后才趋向平衡。故萃取时间以10 min为宜。

3.2 萃取温度的选择

萃取温度是影响分析速度的另一个重要因素, 取同一浓度含量的尿样, 选择不同的萃取温度, 结果显示, 各种被测物的萃取量随着温度的升高而增大, 到50℃时基本达到平衡, 温度再升高, 萃取量变化不大, 因此我们选择50℃作为萃取温度。

3.3 搅拌速度的选择

搅拌也是影响分析速度的一个重要因素, 有效的搅拌可加速分析物的扩散速度并降低静态膜的干扰, 从而可大大提高分析速度^[6], 取同一浓度含量的尿样, 考察了转速分别为0、500、1 000和2 000 r/min下的萃取效果, 结果500 r/min转下峰面积已基本达到最高, 本试验选择转速为500 r/min。

3.4 硫酸铵加入量实验

通过向尿液中加入无机盐, 尿液离子强度增大, 有机物的溶解度减小, 溢出量加大, 可提高分析的灵敏度。取同一浓度含量的尿样, 在萃取温度为50℃、萃取时间10 min条件下, 考察了硫酸铵加入量分别为0、0.5、1和2 g的萃取效果, 结果1 g硫酸铵的加入量即可达到最大平衡。

3.5 解吸时间的选择

取同一浓度含量的尿样, 考察了解吸时间分别为1、2、3、5、7和10 min下的解吸效果。由结果可见, 3 min的解吸时间已能将被测物解吸完全。在相同条件下将萃取头再次置于汽化室内进行解吸, 结果均未检出被测物。我们选择3 min作为解吸时间。

4 小结

本研究建立了尿中三苯的顶空固相微萃取-气相色谱测定方法。该方法具有集采样、萃取、浓缩于一体的特点, 且具有操作简便快速、污染小、方法重现性好、线性范围宽等特点, 适用于尿中三苯的检测。