HJ 584-2010 环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法
HJ 584-2010《环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法》是由环境保护部发布的环境保护标准，用于测定环境空气及室内空气中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯等苯系物的含量。该标准于2010年发布，替代了此前的相关方法，是当前环境监测领域测定空气中苯系物的常用标准之一。标准规定了使用活性炭采样管采集空气样品，经二硫化碳解吸后，用气相色谱法分离和测定苯系物的方法。该方法适用于环境空气和室内空气中苯系物的常规监测，也可用于突发性污染事故的应急监测。标准对采样、样品保存、前处理、色谱分析、质量控制等环节均提出了明确要求，确保测定结果的准确性和可比性。
环境空气样品通过活性炭采样管时，其中的苯系物被活性炭吸附富集。采样后将活性炭管中的活性炭转移至解吸瓶中，加入二硫化碳进行解吸，苯系物溶解于二硫化碳中。取一定体积的解吸液注入气相色谱仪，经色谱柱分离后，用氢火焰离子化检测器（FID）进行检测。根据保留时间定性，峰面积外标法定量。该方法利用活性炭对非极性或弱极性有机物的强吸附能力实现样品富集，再通过二硫化碳这种对苯系物溶解度高且色谱响应合适的溶剂进行解吸，从而将空气中的痕量苯系物转化为可进行气相色谱分析的溶液样品。整个过程中，采样流量、采样时间、解吸效率、色谱条件等因素均会影响测定结果的准确性，因此标准中对这些条件进行了严格规定。
气相色谱仪应配备氢火焰离子化检测器（FID）和分流/不分流进样口。推荐使用程序升温色谱条件，以实现苯系物各组分的良好分离。载气通常采用高纯氮气，流速控制在1.0～2.0 mL/min（毛细管柱）或30～40 mL/min（填充柱）。进样口温度建议设置为200～250℃，检测器温度设置为250～300℃。柱温程序可设置为初始温度50～60℃，保持2～5 min，然后以5～10℃/min的速率升温至150～200℃，保持2～5 min。进样方式可采用分流进样，分流比根据样品浓度选择，通常为5:1～20:1。进样量一般为1～2 μL。智恒 GC-2020 气相色谱仪具备高精度的电子流量控制（EFC）系统，载气流量控制精度可达0.01 mL/min，确保保留时间的重复性；其24-bit Δ-Σ数字信号采集电路保证微量组分检出限达到0.01 mg/m³以下（以苯计）。此外，该仪器可配置程序升温进样口，有效减少高沸点组分的歧视效应。
| 参数 | 推荐条件 |
|---|---|
| 色谱柱 | 毛细管柱（如5%苯基-95%甲基聚硅氧烷，30 m×0.32 mm×0.25 μm）或填充柱（如10% PEG-20M，2 m×3 mm） |
| 柱温 | 50℃保持3 min，以8℃/min升至180℃，保持5 min |
| 进样口温度 | 220℃ |
| 检测器温度 | 280℃ |
| 载气（氮气）流速 | 1.5 mL/min（毛细管柱）或35 mL/min（填充柱） |
| 分流比 | 10:1 |
| 进样量 | 1 μL |
标准中推荐使用毛细管色谱柱或填充柱。毛细管柱常用固定相为5%苯基-95%甲基聚硅氧烷（如DB-5、HP-5等），柱长30 m，内径0.32 mm，膜厚0.25 μm，此类色谱柱对苯系物具有较好的分离能力，尤其对邻、间、对二甲苯的分离度可满足标准要求。也可使用等效的固定相如SE-30、OV-101等。若采用填充柱，可选择10% PEG-20M涂渍于Chromosorb W AW DMCS（60～80目）担体上，柱长2 m，内径3 mm，该柱对苯系物也有较好的分离效果。色谱柱在使用前需进行老化处理，以去除残留溶剂和杂质，老化温度一般略高于最高使用温度，老化时间不少于4 h。在实际分析中，色谱柱的性能直接影响各组分的分离度和峰形，因此需定期检查柱效，当分离度下降或峰形拖尾严重时应及时更换色谱柱。
本标准采用氢火焰离子化检测器（FID），该检测器对含碳有机物具有高灵敏度和宽线性范围，适合苯系物的痕量分析。FID的操作条件包括：检测器温度250～300℃，氢气流量30～40 mL/min，空气流量300～400 mL/min，尾吹气（氮气）流量20～30 mL/min。检测器灵敏度可通过调整氢气/空气比例进行优化，通常推荐氢气:空气=1:10左右。FID对苯系物的检出限可达pg级，结合活性炭富集和二硫化碳解吸，方法检出限可满足环境空气中苯系物的测定要求。标准中给出了各组分的测定范围和检出限，详见下表。
| 组分 | 测定范围（mg/m³） | 检出限（mg/m³） |
|---|---|---|
| 苯 | 0.01～10 | 0.003 |
| 甲苯 | 0.02～20 | 0.005 |
| 乙苯 | 0.02～20 | 0.005 |
| 邻二甲苯 | 0.03～20 | 0.008 |
| 间二甲苯 | 0.03～20 | 0.008 |
| 对二甲苯 | 0.03～20 | 0.008 |
| 苯乙烯 | 0.03～20 | 0.008 |
注：检出限为采样体积10 L时的方法检出限，实际检出限随采样体积和解吸效率变化。
HJ 584-2010 标准广泛应用于环境空气、室内空气、工作场所空气中苯系物的测定。在环境监测领域，可用于城市大气、工业园区周边空气、交通干线附近空气中苯系物的常规监测和污染源周边环境空气质量评价。在室内空气检测中，该标准可用于新装修住宅、办公楼、学校等场所空气中苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物的检测，评估室内空气质量。在职业卫生领域，可用于石化、印刷、制鞋、家具制造等行业工作场所空气中苯系物的职业接触评估。此外，该标准还可用于突发性环境污染事故的应急监测，快速判断污染程度和范围。随着大气污染防治工作的深入，苯系物作为臭氧生成潜势较高的挥发性有机物，其监测需求日益增加，该标准在挥发性有机物（VOCs）组分监测中发挥着重要作用。
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采样环节：活性炭采样管在使用前需进行空白检查，确保无目标物残留。采样流量和采样时间应根据空气中苯系物浓度合理选择，避免穿透。通常采样流量为0.2～0.5 L/min，采样体积为10～20 L。采样时应记录温度、气压等参数，以便换算为标准状况下的浓度。
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样品保存：采样后的活性炭管应立即密封，避光保存，并在4℃下冷藏，尽快分析。样品保存时间一般不超过7天，若不能及时分析，应置于冰箱中保存。
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解吸操作：二硫化碳为有毒溶剂，操作应在通风橱中进行。解吸时需充分振荡或超声，确保解吸完全。解吸效率受活性炭质量、二硫化碳纯度、解吸时间等因素影响，应定期测定解吸效率，要求解吸效率不低于80%。
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色谱分析：进样前应确保色谱系统稳定，基线平稳。样品浓度过高时需稀释，避免检测器饱和。应定期分析校准曲线，校准曲线相关系数应不低于0.995。每批样品应至少做两个空白和一个加标回收，回收率应在80%～120%之间。
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干扰消除：空气中可能存在的其他挥发性有机物如醇、酮、酯等可能干扰测定，可通过调整色谱条件或采用质谱检测器进行确认。二硫化碳中的杂质也可能产生干扰峰，应使用色谱纯二硫化碳，并通过空白试验检查。
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安全防护：二硫化碳易燃、有毒，操作时应远离火源，佩戴防护手套和口罩，确保实验室通风良好。
Q1：HJ 584-2010 标准适用于哪些污染物的测定？
A1：该标准适用于环境空气和室内空气中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯等苯系物的测定。
Q2：为什么选择活性炭吸附和二硫化碳解吸？
A2：活性炭对苯系物有较强的吸附能力，适合富集空气中的痕量组分；二硫化碳对苯系物溶解度好，且其色谱峰不干扰苯系物的测定，因此是常用的解吸溶剂。
Q3：方法检出限是多少？
A3：当采样体积为10 L时，苯的检出限为0.003 mg/m³，其他苯系物为0.005～0.008 mg/m³，具体见检测器板块表格。
Q4：如何保证分析结果的准确性？
A4：应严格按照标准进行采样、样品保存和前处理，定期校准仪器，分析校准曲线，每批样品做空白和加标回收，控制解吸效率不低于80%，回收率在80%～120%之间。
Q5：色谱柱如何选择？
A5：推荐使用5%苯基-95%甲基聚硅氧烷毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm），也可使用10% PEG-20M填充柱。色谱柱应定期老化，确保分离度满足要求。
Q6：样品采集后能保存多久？
A6：采样后的活性炭管应密封避光，4℃冷藏保存，建议在7天内完成分析，若不能及时分析，应置于冰箱中保存，但不宜超过14天。
Q7：二硫化碳解吸时需要注意什么？
A7：二硫化碳有毒且易燃，操作应在通风橱中进行，避免接触皮肤和吸入蒸气。解吸时应充分振荡或超声，确保解吸完全，并定期测定解吸效率。
Q8：如何消除干扰？
A8：可通过优化色谱条件使干扰物与目标物分离，或采用质谱检测器进行定性确认。使用色谱纯二硫化碳并做空白试验可消除溶剂杂质干扰。