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苯系物是以包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯为代表的芳香族化合物，这些物质统称为苯系物。苯系物是一种最常见的环境空气污染物之一，极易挥发,长期在苯系物浓度高的空气环境工作，会引起头痛、眩晕、失眠、记忆力下降症状因此，对工作场所空气中苯系物的监测有着十分重要的意义。目前针对工作场所空气中苯系物检测，多采用溶剂解吸法进行样品处理，气相色谱法进行测定。气相色谱法进行保留时间定性，易出现误判，灵敏度低，影响检测结果准确性；采用气相色谱-质谱法进行分析检测，定性准确，灵敏度高，结果显示准确可靠，有一定的实用价值。
7890A-7000B气相色谱质谱仪(美国Agilent公司);聚乙二醇的强极性固定相(HP-INNOWax)色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm)(美国Agilent公司);QC-2B大气采样器(青岛聚创环保有限公司)。
二硫化碳中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯标准物质(北京海岸鸿蒙有限公司);二硫化碳，色谱纯(德国CNW公司)。
在采样点，打开活性炭管两端密封帽，使用大气采样器100ml/min采集15min空气样品，采样后，及时封闭活性炭管两端密封帽，并及时送回实验室开展检测。在采样的同时作样品空白，在采样点，打开活性炭管两端，后立即封闭，同样品一起带回实验。分别将两活性炭管中活性炭倒入溶剂解吸瓶，加入1.0ml二硫化碳，解吸30min, 不时振摇，样品溶液供测定。
HP-INNOWax色谱柱，程序升温：开始温度40℃,保持3min, 以5℃/min的速度将其温度上升至60℃后，保持2min, 再以15℃/min的速度将其温度上升至150℃;进样口温度为220℃;进样量为1μl, 分流进样，分流比为10∶1;柱流量为1.01ml/min。
离子源温度为220℃;质谱传输线温度为240℃;溶剂延迟时间为2.5min。
采用SIM方法进行数据采集，用化合物的保留时间和特征碎片的质荷比定性，配制苯系物标准曲线，外标法定量。
分别采用自动调谐和高灵敏度自动调谐2种方式进行调谐并进样50μg/ml混合标准溶液进行数据采集。采用高灵敏度自动调谐，出现平顶峰，信号输出饱和；采用自动调谐，色谱峰正常。最终选择自动调谐方式调谐。溶剂二硫化碳出峰时间在2.2min左右，保留时间早于待测组分，溶剂延迟时间选择2.5min, 这样可避免溶剂对仪器灯丝造成损害，在一定程度上提高检测器的使用寿命。通过全扫描模式得到苯系物各组分的保留时间和特征离子峰，建立SIM方法进行数据采集，以提高结果分析的灵敏度，苯系物保留时间及特征离子参数见表1。
化合物 | 保留时间 (min) | 定量离子 (m/z) | 定性离子 (m/z) |
苯 | 3.680 | 78 | 77 |
甲苯 | 5.772 | 92 | 91 |
乙苯 | 8.053 | 91 | 106 |
对二甲苯 | 8.281 | 91 | 106 |
间二甲苯 | 8.523 | 91 | 106 |
邻二甲苯 | 9.936 | 91 | 106 |
苯乙烯 | 11.622 | 104 | 78 |
本实验分别采用非极性HP-1MS,弱极性HP-5MS和强极性HP-INNOWax色谱柱进行数据采集，比较不同极性色谱柱对待测组分的分离效果，发现强极性HP-INNOWax色谱柱对7种待测组分的分离效果较好，各组分峰完全分离，总离子流色谱图见图1。
注：1为苯；2为甲苯；3为乙苯；4为对二甲苯；5为间二甲苯；6为邻二甲苯；7为苯乙烯。
用二硫化碳作为溶剂，配制6个不同浓度的苯系物标准液，分别为0.195、0.780、3.120、12.500、50.000、100.000μg/ml, 以3倍信噪比计算检出限，采样体积为1.5L,算出最低检出浓度，方法线性范围、相关系数、检出限、最低检出浓度。提示各组分线性良好，相关系数r>0.999,7种组分最低检出浓度在0.000 7～0.001 8mg/m3。见表2。
取18支活性炭管，分3组，每组6支，分别加入7种组分混合溶液低、中、高浓度组，放置过夜，按本法处理后测定。方法准确度采用加标回收率表示，精密度采用相对标准偏差(RSD)表示，加标回收率为91.0%～98.0%,RSD为1.9%～5.1%,提示准确度和精密度良好。见表3。
组分 | 线性范围 (μg/ml) | 相关系数 (r) | 检出限 (μg/ml) | 最低检出浓度 (mg/m3) |
苯 | 0.195～100.000 | 0.999 9 | 0.001 6 | 0.001 1 |
甲苯 | 0.195～100.000 | 0.999 4 | 0.001 0 | 0.000 7 |
乙苯 | 0.195～100.000 | 0.999 6 | 0.002 4 | 0.001 6 |
对二甲苯 | 0.195～100.000 | 0.999 5 | 0.002 1 | 0.001 4 |
间二甲苯 | 0.195～100.000 | 0.999 6 | 0.001 4 | 0.000 9 |
邻二甲苯 | 0.195～100.000 | 0.999 2 | 0.002 7 | 0.001 8 |
苯乙烯 | 0.195～100.000 | 0.999 7 | 0.001 1 | 0.000 7 |
| 组分 | 低浓度 | 中浓度 | 高浓度 | |||||||||||
加入值 (μg/ml) | 平均 测定值 (μg/ml) | 加标 回收率 (%) | RSD (%) | 加入值 (μg/ml) | 平均 测定值 (μg/ml) | 加标 回收率 (%) | RSD (%) | 加入值 (μg/ml) | 平均 测定值 (μg/ml) | 加标 回收率 (%) | RSD (%) | |||
| 苯 | 0.78 | 0.72 | 92.3 | 4.5 | 12.50 | 11.80 | 94.4 | 1.9 | 50.00 | 48.10 | 96.2 | 2.6 | ||
甲苯 | 0.78 | 0.75 | 96.2 | 3.6 | 12.50 | 11.60 | 92.8 | 3.7 | 50.00 | 47.20 | 94.4 | 2.8 | ||
乙苯 | 0.78 | 0.73 | 93.6 | 4.0 | 12.50 | 12.00 | 96.0 | 3.8 | 50.00 | 49.00 | 98.0 | 3.7 | ||
对二甲苯 | 0.78 | 0.72 | 92.3 | 5.1 | 12.50 | 12.10 | 96.8 | 4.2 | 50.00 | 48.10 | 96.2 | 4.6 | ||
间二甲苯 | 0.78 | 0.74 | 94.9 | 3.8 | 12.50 | 11.90 | 95.2 | 4.4 | 50.00 | 47.70 | 95.4 | 3.9 | ||
邻二甲苯 | 0.78 | 0.76 | 97.4 | 3.6 | 12.50 | 12.20 | 97.6 | 3.7 | 50.00 | 48.30 | 96.6 | 2.8 | ||
苯乙烯 | 0.78 | 0.71 | 91.0 | 3.7 | 12.50 | 11.90 | 95.2 | 4.1 | 50.00 | 47.80 | 95.6 | 3.3 | ||
应用本方法对中国安全生产科学研究院定值的活性炭中苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、乙苯质量控制样品进行测定，结果显示测定值与参考值基本符合，结果均在质控范围。见表4。
质控组分 | 质控参考值(μg/支) | 测定值(μg/支) |
苯 | 25.5±2.0 | 26.2 |
甲苯 | 62.1±4.8 | 63.9 |
乙苯 | 125.5±10.2 | 127.9 |
邻二甲苯 | 99.7±7.8 | 101.1 |
间二甲苯 | 101.2±8.1 | 103.7 |
对二甲苯 | 98.2±8.8 | 101.1 |
苯乙烯 | 69.2±6.4 | 72.3 |
本研究通过对工作场所空气中苯系物检测的气相色谱-质谱法，体现出高选择性和高灵敏度，对比《工作场所空气有毒物质测定 第66部分：苯、甲苯、二甲苯和乙苯》(GBZ/T 300.66—2017)和《工作场所空气有毒物质测定第68部分：苯乙烯、甲基苯乙烯和二乙烯基苯》(GBZ/T 300.68—2017)中苯系物溶剂解吸-气相色谱法的最低检出浓度0.6～3.0mg/m3,本研究所建立方法的最低检出浓度在0.000 7～0.001 8mg/m3,灵敏度更高，加标回收率为91.0%～98.0%,RSD为1.9%～5.1%,准确度和精密度良好，用本方法对活性炭中苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、乙苯质量控制样品进行测定，结果均在质控范围。气相色谱-质谱法能为工作场所中苯系物的检测提供有效准确的检测方法，定性准确，灵敏度高，结果显示准确可靠，且简单、实用，有一定的应用价值。
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