1、便携式气相色谱/质谱仪在一起隧道施 工中毒中的应急检测 宋云波 龚进 朱冰峰 重庆市职业病防治院 摘 要： 应急检测是突发中毒事件的重要环节, 为能及时、 准确处置中毒事件, 减轻事故 危害, 诊治中毒人员和减轻后续环境经济损失提供准确可靠的依据。2014年8 月重庆市一隧道施工现场发生了中毒事件, 用HAPSITE便携式色谱/质谱仪对现 场气体及土壤标本进行了采样分析, 确认了导致工人中毒的几种有毒气体, 为 该次事故定性和病人的救治提供了准确可靠的依据。 关键词： 便携式气质联用仪; 挥发性有机物; 应急监测; 苯; 半定量; 急性中毒; 总离 子流; 作者简介：宋云波 (1983) ,
2、男, 大学本科, 主管技师 作者简介：朱冰峰, E-mail: 基金：重庆市卫生和计划生育委员会医学科研计划项目指导项目 (编 号:20143022) Application of portable GC/MS in emergency monitoring of accidental poisoning in a tunnel construction SONG Yunbo GONG Jin ZHU Bingfeng 2014年 8月, 重庆市主城区某轨道交通的隧道施工现场, 发生一起多人不明原 因中毒事件, 造成 3人重度昏迷, 2人中度眩晕。发病前几日, 几名工人曾使用 钻机在隧道掘进面
3、进行作业, 佩戴普通防尘毒口罩。几名患者后来相继出现头 晕、头痛伴呕吐症状, 遂入院治疗。经专家会诊后高度怀疑为中毒引起的突发疾病。 应重庆市安全生产监督管理局和重庆市卫生和计划生育委员会应急办的指示, 重庆市职业病防治院中毒控制中心组织化学中毒调查与检测人员对该事故现场 进行了调查。现将本次事故调查经过报告如下。 1 临床资料 本次事件造成多名作业人员中毒, 其中1例为重度中毒, 3例为轻度中毒, 其余 病例为接触反应。重度中毒患者初期主要表现为眼胀痛、眼涩、流泪、头晕、胸 闷、恶心等不适, 4 h 后出现昏迷、不省人事。其余 3名轻度中毒者主要表现为 眼胀痛、眼涩、流泪、头晕、胸闷等不适。
4、 2 现场卫生学调查 该施工现场为轨道交通某站点入口, 深度约 10 m, 此地段前身为某兵工厂厂区。 现场还未安装隧道施工专用通风装置, 工人轮流在掘进面进行破碎作业。 使用普 通的防尘毒口罩, 无专业有毒有害气体报警仪。 3 现场检测过程 3.1 确定采样点 分别在隧道进深5 m (1) 、隧道口 (2) , 以及隧道外10 m 处 (3) 呼吸 带高度进行空气采样, 隧道进深5 m处 (土壤下 5 cm) 进行土壤采样监测。见 图1。 图1 采样点分布图 下载原图 3.2 样品检测 3.2.1 仪器设备 美国INFICON 公司 HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪, HP-1色谱柱 (
5、1.0m0.32 mm15 m) 。 仪器内置2种化学物的内标, 其中1号内标为1, 3, 5-三氟甲基苯 (TRIS) ;2 号内标为溴五氟苯 (BPFB) 。 3.2.2 分析条件 色谱条件:60保持 1 min后, 以6/min升温至 80, 再以12/min 升温至 120, 再以26/min 升温至180保持2 s。载气为高纯氮气。质谱条件:质谱扫描范围45300 u (1 u=1.660 5410kg) , 离子源能量70 e V, 扫描时间 0.77 s。 3.2.3 半定量法 HAPSITE便携式气相色谱/质谱仪在未建立内标标准曲线的前提下, 以仪器内置 内标溴五氟苯作为参考,
6、 提供特定的相对响应因素和保留时间, 用于挥发性有 机物半定量分析。利用半定量公式进行计算: (化合物靶离子的归一化 TIC值 /BPFB靶离子的归一化 TIC值) 10=近似浓度, 其中TIC (total ion current) 为总离子流1-2。 3.3 测试步骤 准备好电池、载气和内标气, 开机, 等待仪器升温和运行自检程序, 调谐通过, 调用合适的检测方法。 采样检测人员佩戴好个人防护用品后, 将HAPSITE 便携式 气相色谱/质谱仪携带至中毒事故现场, 使用其配置的手持探头自动采集大气样 品, 采样体积 100 m L。采样完成后立刻撤离现场, 返回安全区域进行数据分析。 一次
7、分析完成后进行下一次采样分析。 空气样品检测完成后, 使用顶空法分析土 壤挥发物。 3.4 特征谱比对 将测得的化学物特征离子图与美国国家标准与技术研究院 (National Instituteof Standardsand Technology, NIST) 数据库内的谱图进行比较, 根 据给出的匹配度确定检出物质。 一般情况下, 按匹配度70%认定是该化学物3。 4 结果 4.1 空气样品检测结果 由于隧道尚处于施工初期阶段, 基本处于露天完全敞开状态, 隧道进深 5 m、隧 道口、隧道外10 m处直接空气采样点均未检出可疑有毒有害物质。隧道进深 5 m 处检测结果见图2。 图2 隧道进深
8、 5 m 处检测谱图 (原图) 下载原图 4.2 土壤样品检测结果 现场土壤样品顶空法 (60) 检出了多种物质。 土壤样品的挥发物中所定性测得 的8种化学物见表1, 其中TRIS及BPFB是内标。 保留时间是指每次采集样品后, 在图谱上的出峰时间。见图 3。 图3 现场土壤的顶空法检测谱图 下载原图 4.3 毒物确认 检出物特征谱比对结果见表 1。结合病人的临床表现及治疗情况, 认为此次事件 中引起急性中毒的毒物为苯5。 表1 各种监测污染物的谱图匹配度4 下载原表 5 讨论 在应急监测中, 便携式快速检测仪器是必备的监测工具6。便携式气质联用仪 相对实验室内的气质联用仪器, 体积小, 便于
9、携带, 对实验条件要求不高, 一 般的震动、摇晃和碰撞都不会影响其正常工作。便携式气质联用仪便于进行现场 中毒事件的现场监测, 适合于大气、土壤或水中的挥发性有机物7, 在环境应 急监测工作中已发挥了重要作用。 利用其对未知挥发性有机物进行定性和半定量 (或定量) 分析, 是做好应急突发事故处理的重要依据8。 本次事件的调查中, 采用便携式气质联用仪, 在现场快速对空气及土壤样品进 行了检测, 对现场可能存在的毒物进行定性和半定量的分析, 确定了可疑化学 物的范围, 结合临床症状, 明确了主要的有毒物质, 不仅对临床治疗提供了可 靠依据, 也对整个中毒事故的认定和后续处置具有十分重要的意义。
10、参考文献 1王开德, 刘江.HAPSITE 便携式气相色谱/质谱仪对苯系物定量检测方法的探 讨与应用J.环境科学导刊, 2007, 26 (增刊 1) :79-81. 2吕天峰, 许秀艳, 梁宵, 等.便携式GC-MS在挥发性有机物应急监测中的应 用J.分析测试学报, 2009, 28 (1) :116-119. 3张锋, 龚伟, 朱宝立, 等.运用便携式气相色谱质谱联用仪识别轮胎生产中 职业危害因素J.职业与健康, 2011, 27 (2) :154-156. 4范慧群.便携式气质联用仪在应急监测中的应用J.环境监测管理与技术, 2011, 23 (增刊1) :66-69. 5中华人民共和国卫生部.职业性苯中毒的诊断:GBZ 68-2013S.北京:中国标 准出版社, 2013. 6齐文启, 曹磊, 孙宗光.GC/MS 仪器与发展及其在环境监测中的应用J.现 代科学仪器, 1999 (1/2) :9-23. 7汪玉花, 张竹青, 李成.便携式气质联用仪在环境污染事故应急监测中的一 个应用实例J.现代科学仪器, 2011 (4) :75-77. 8张先宝, 刘晔.便携式 GC-MS 在应急监测工作中的应用J.分析测试学报, 2007, 26 (增刊1) :206-207.
