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摘要：建立了反相高效液相色譜來 分析 空氣中己內(nèi)酰胺的新 方法 ，其檢測下限為0.01 mg/m3，并分析評(píng)價(jià)了某錦綸廠環(huán)境空氣己內(nèi)酰胺污染情況及人體健康風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明，紡絲工藝是錦綸廠己內(nèi)酰胺的主要污染源，車間空氣中己內(nèi)酰胺的平均濃度達(dá)9.28 mg/m3，生產(chǎn)工人的健康風(fēng)險(xiǎn)較大。

關(guān)鍵詞：空氣 己內(nèi)酰胺 反相高效液相色譜 健康風(fēng)險(xiǎn)

己內(nèi)酰胺為白色晶體，有令人不愉快的氣味。人體接觸己內(nèi)酰胺可引起口苦、鼻部刺激、神經(jīng)衰弱、胃功能紊亂等癥狀。因此，環(huán)境空氣存在己內(nèi)酰胺將對(duì)人體健康有較大的風(fēng)險(xiǎn)。錦綸廠以己內(nèi)酰胺為主要原料，通過高溫聚合和紡絲合成尼龍-6和錦綸。在生產(chǎn)過程中，單體己內(nèi)酰胺會(huì)揮發(fā)到空氣中，對(duì)周邊環(huán)境空氣造成污染。隨著近幾年我國錦綸廠的不斷擴(kuò)產(chǎn)，己內(nèi)酰胺的環(huán)境空氣污染日益受到關(guān)注。

空氣中己內(nèi)酰胺的監(jiān)測分析方法，主要通過加入絡(luò)合劑形成絡(luò)合物，采用比色測定[1]。這些方法選擇性不好，靈敏度較低，最低檢出濃度為0.22 mg/m3，而前蘇聯(lián)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺最大容許濃度為0.06 mg/m3。因此，現(xiàn)有的監(jiān)測方法不能滿足空氣中痕量己內(nèi)酰胺分析的要求，制約了環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺的污染防治。針對(duì)這一情況，本文建立了高靈敏反相高效液相色譜分析空氣中己內(nèi)酰胺的新方法，分析評(píng)價(jià)了某錦綸廠聚合和紡絲車間內(nèi)、廠界和周圍居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺的污染現(xiàn)狀，并討論了錦綸廠周圍人體健康的風(fēng)險(xiǎn)，試圖為有效防治錦綸廠空氣中己內(nèi)酰胺的污染和保護(hù)周圍人群的健康提供 理論 依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

儀器：Agilent 1100 Series(在線真空脫氣四元泵，可變波長紫外檢測器);小流量大氣采樣器;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器。

試劑：乙腈為HPLC級(jí)，使用前經(jīng)0.45μm濾膜過濾;樣品采集吸收液;實(shí)驗(yàn)室用水為重蒸水。

己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)液配制：準(zhǔn)確稱取0.1000 g己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品，放入5 mL容量瓶中，用水溶解并定容，配成20.0 g/L標(biāo)準(zhǔn)貯備液，再逐級(jí)稀釋配成0.5、1.0、2.0、6.0、10.0、20.0 mg/L 的己內(nèi)酰胺工作液。

1.2樣品的采集

把兩個(gè)裝有5 mL重蒸水的沖擊式吸收管串聯(lián)，以1 L/min的流量抽取空氣90 L，結(jié)束后，用乳膠管密封，冷藏保存。

2 結(jié)果與討論

2.1分析方法的建立

2.1.1色譜條件

色譜柱：Hypersil ODS C18，4.6 mm×250 mm;流動(dòng)相：乙腈/水=10/90，流速：1 mL/min;檢測波長：210 nm;進(jìn)樣量：20 μL;柱溫：60 ℃。

t/min t/min

圖1 空氣中己內(nèi)酰胺的色譜圖 圖2 己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖

2.1.2檢出限和精密度

在色譜條件下，實(shí)際樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的己內(nèi)酰胺色譜圖見圖1和圖2。同一標(biāo)準(zhǔn)樣品連續(xù)進(jìn)樣10次，己內(nèi)酰胺的平均保留時(shí)間為4.2 min，其保留時(shí)間的RSD為1.5%，峰面積的RSD為3.5%。以3倍極限噪聲可 計(jì)算 出本方法檢出限為0.01 mg/m3。

2.1.3 回收率試驗(yàn)

取實(shí)際樣品三份，各2 mL，其中1份作本底樣品，另外2份各添加100 μL 濃度為20.0 g/L的己內(nèi)酰胺標(biāo)準(zhǔn)液，其回收率為105.2%～106.3%。

2.1.4樣品的穩(wěn)定性試驗(yàn)

樣品采集后的2 h、24 h、7 d、30 d分別對(duì)同一樣品進(jìn)樣分析，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)樣品在7 d內(nèi)基本沒有變化，在30 d測得的結(jié)果比2 h時(shí)降低了10%，因此，樣品穩(wěn)定性較好。

2.2 錦綸廠環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺污染現(xiàn)狀

2.2.1采樣點(diǎn)位基本情況

該錦綸廠己內(nèi)酰胺日使用量為50 t，廠區(qū)面積約25000 m2。采樣時(shí)間為2003年8月25日至26日，一天采兩次，采樣點(diǎn)設(shè)8個(gè)，1、2號(hào)點(diǎn)分別設(shè)在紡絲車間和聚合車間內(nèi); 3、4號(hào)點(diǎn)設(shè)于距紡絲車間約200 m的下風(fēng)向廠界; 5號(hào)點(diǎn)設(shè)在距廠界10 m，離紡絲車間約100 m的居民區(qū);6、7號(hào)點(diǎn)設(shè)在下風(fēng)向距廠界500 m處;8號(hào)點(diǎn)設(shè)在上風(fēng)向距廠界約500 m的居民區(qū)，作為對(duì)照點(diǎn)。

2.2.2己內(nèi)酰胺污染狀現(xiàn)及其 影響 因素

分別對(duì)某錦綸廠環(huán)境空氣和車間空氣中己內(nèi)酰胺進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果如表2所示。

表2 空氣中己內(nèi)酰胺樣品監(jiān)測結(jié)果 mg/m3

注：Nd為未檢出，小于檢出限0.01 mg/m3。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1號(hào)點(diǎn)紡絲車間內(nèi)污染嚴(yán)重，均值達(dá)9.28 mg/m3。這是由于在紡絲這一過程中，需要經(jīng)高溫融化拉絲，導(dǎo)致大量己內(nèi)酰胺揮發(fā)所致;2號(hào)點(diǎn)聚合車間內(nèi)己內(nèi)酰胺濃度較低，這說明在聚合工藝這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的己內(nèi)酰胺污染較少;3、4、5號(hào)點(diǎn)雖然都在下風(fēng)向廠界，但5號(hào)點(diǎn)是3、4號(hào)點(diǎn)的2倍，主要是因?yàn)?號(hào)點(diǎn)距紡絲車間較近只有100 m;6、7號(hào)點(diǎn)均未檢出，表明經(jīng)過500 m距離，錦綸廠空氣中己內(nèi)酰胺已得到充分稀釋和擴(kuò)散;8號(hào)點(diǎn)為對(duì)照點(diǎn)，未檢出，表明空氣中己內(nèi)酰胺本底較少。

2.3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

在對(duì)錦綸廠己內(nèi)酰胺污染監(jiān)測的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)(如表3)，本文進(jìn)一步開展了相關(guān)人群健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

表3 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo) mg/m3

DOSE為人體暴露己內(nèi)酰胺的量，DOSE=20%×吸入空氣(m3)×污染物濃度。錦綸廠按每天8 h生產(chǎn)，人體按每分鐘呼吸15次，每次呼吸1500 mL空氣計(jì)算。

TWA為8 h平均暴露濃度，本文以兩天4次均值計(jì)算 。TWA 標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)國家有所不同，我國 目前 沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，澳大利亞、英國等國家OEL大多采用20 mg/m3作為標(biāo)準(zhǔn)。本文也用20 mg/m3作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

STEL為短期暴露極限。這里采用了澳大利亞和英國OEL標(biāo)準(zhǔn)

居民區(qū)C為居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺最大容許濃度。目前我國沒有這方面規(guī)定，本文采用前蘇聯(lián)在1977年編制的居民區(qū)空氣中己內(nèi)酰胺最大容許濃度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

車間C為我國車間內(nèi)空氣中最高容許濃度。

表4 8 h人體暴露己內(nèi)酰胺的量 mg

把表2、表4與表3中相應(yīng)指標(biāo)對(duì)照可看出：1號(hào)點(diǎn)紡絲車間空氣中己內(nèi)酰胺的濃度雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LC50和STEL，也沒有超過TWA限值，但已比較接近TWA，而且已超出我國車間最高容許濃度0.8倍，車間工人8 h吸入量DOSE(見表4)超過標(biāo)準(zhǔn)1.4倍，所以工人的健康風(fēng)險(xiǎn)較大;2號(hào)點(diǎn)聚合車間空氣中己內(nèi)酰胺的濃度較低，低于車間空氣各項(xiàng)衛(wèi)生指標(biāo)，相對(duì)比較安全，但對(duì)在該車間長期工作的工人，也應(yīng)注意通風(fēng)換氣，盡可能降低污染物對(duì)健康的影響;3～5號(hào)點(diǎn)代表廠界內(nèi)受污染源影響較大的區(qū)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于TWA、STEL、LC50等指標(biāo)，但都超出了居民區(qū)最高容許濃度，因此在廠區(qū)工作的工作人員和有關(guān)居民都存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn)，在處于下風(fēng)向時(shí)應(yīng)注意關(guān)窗，減少空氣中己內(nèi)酰胺的吸入;離廠界500 m的6～8號(hào)點(diǎn)均未檢出，因此，距廠界500 m可以作為該錦綸廠安全防護(hù)距離。

3 結(jié)論與建議

(1)反相高效液相色譜 分析 空氣中己內(nèi)酰胺的 方法 具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，能滿足空氣中己內(nèi)酰胺監(jiān)測的要求。檢測限為0.01 mg/m3。

(2)錦綸廠紡絲車間是產(chǎn)生空氣中己內(nèi)酰胺污染的主要污染源。紡絲車間的污染比較嚴(yán)重，工人的身體健康風(fēng)險(xiǎn)較大。長期在該車間工作的工人應(yīng)戴面具式呼吸器和安全防護(hù)眼鏡，在工作后要淋浴更衣，要注意做好勞動(dòng)保護(hù)。

(3)某錦綸廠周圍不宜有居民區(qū)， 企業(yè) 應(yīng)進(jìn)一步做好空氣中己內(nèi)酰胺污染源頭控制，同時(shí)應(yīng)做好源頭位置或居民區(qū)的遷移規(guī)劃;500 m可以作為該錦綸廠的安全防護(hù)距離。

(4)環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺本底低，環(huán)境空氣中己內(nèi)酰胺污染主要來源于企業(yè)的排放。

參考 文獻(xiàn)

1 張文清，趙瑞芳，樊戰(zhàn)春.比色法測定大氣中己內(nèi)酰胺. 中國 環(huán)境監(jiān)測，1995，11(6)：11～13

2 于世林.高效液相色譜方法及 應(yīng)用 .北京：化工 工業(yè) 出版社，1999.308～309

3 高鴻賓.有機(jī)化學(xué).北京：化工工業(yè)出版社，1980.354～356

4 Common wealth of Australia，National Occupational Safety and Health.Exposure Standards of Caprolactam，1995

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