趙世興，閆學(xué)藝，任 越

(中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧大連 116031)

環(huán)氧乙烷是廣譜、高效的氣體殺菌消毒劑。對(duì)消毒物品的穿透力強(qiáng)，可達(dá)到物品深部，可以殺滅多種病原微生物，包括細(xì)菌繁殖體、芽孢、病毒和真菌。氣體和液體均有較強(qiáng)殺微生物作用，以氣體作用強(qiáng)，故多用其氣體。在醫(yī)學(xué)消毒和工業(yè)滅菌上用途廣泛。常用于電子儀器、光學(xué)儀器、醫(yī)療器械、書(shū)籍、文件、皮毛、棉、化纖、塑料制品、木制品、陶瓷及金屬制品、內(nèi)鏡、透析器和一次性使用的診療用品等。

由于環(huán)氧乙烷易爆易燃，在空氣中濃度超過(guò)3%可引起燃燒爆炸。因此一般使用CO2稀釋劑，防止燃燒爆炸，其制劑是10% ～30%的環(huán)氧乙烷與90%～70%的CO2混合而成。消毒效果與消毒時(shí)間、溫度、濕度、污染微生物類(lèi)型和數(shù)量及環(huán)氧乙烷在消毒容器中的含量有關(guān)，溫度升高也可增強(qiáng)殺菌作用。因此產(chǎn)品中環(huán)氧乙烷的濃度對(duì)使用者確定消毒條件就尤為重要。

為防止氣瓶?jī)?nèi)壁對(duì)環(huán)氧乙烷的吸附，使用8 L鋁合金氣瓶進(jìn)行制備，并對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行拋光和預(yù)飽和處理。下面就分析方法進(jìn)行探討。

1 環(huán)氧乙烷—二氧化碳混合氣的制備與定量分析

1.1 原料

1.2 環(huán)氧乙烷—二氧化碳混合氣的濃度

表1 化學(xué)組分Table 1 Chemical composition

選取濃度為10%，20%，30%的環(huán)氧乙烷－二氧化碳混合氣進(jìn)行制備并分析，具體組分見(jiàn)表1。

1.3 化學(xué)成分檢驗(yàn)

1.3.1 混合氣中環(huán)氧乙烷含量的分析

測(cè)量方法:采用氣相色譜法測(cè)定;儀器:中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司生產(chǎn)的痕量氣體分析儀GAS-D02。

1.3.2 測(cè)定條件

表2 常見(jiàn)氣體導(dǎo)熱系數(shù)Table 2 Common gas heat conduction coefficient

檢測(cè)器:熱導(dǎo)檢測(cè)器;檢測(cè)器溫度:120℃;色譜柱溫度:100℃;橋流:85mA;載氣:高純氫(≥99.999%)，載氣流速:45 mL/min;色譜柱:長(zhǎng)2 m，內(nèi)徑3 mm不銹鋼管，內(nèi)填GDX105(60～80目);進(jìn)樣體積:六通閥定體積進(jìn)樣(mL)，進(jìn)樣量0.2 mL;定量方式:外標(biāo)法。

實(shí)驗(yàn)證明，使用高純氫氣(≥99.999%)做載氣，在柱溫100℃，檢測(cè)器溫度120℃，進(jìn)樣量0.2 mL條件下，可實(shí)現(xiàn)環(huán)氧乙烷和二氧化碳的分離，出峰效果良好，且能達(dá)到較高的靈敏度。各種常見(jiàn)氣體導(dǎo)熱系數(shù)見(jiàn)表2。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和查閱資料可知，硫化銅礦物的常用捕收劑為丁基黃藥、Z200、丁銨黑藥等，因此在磨礦細(xì)度為-0.074 mm含量80%的條件下，采用上述捕收劑及其相應(yīng)組合(按一定質(zhì)量比)對(duì)礦石進(jìn)行浮選試驗(yàn)，考查不同捕收劑對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響，其中捕收劑總用量均為150 g/t， 2#油用量為30 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如表3。

1.4 測(cè)量步驟

用8 L鋁合金鋼瓶做樣品氣瓶，為防止環(huán)氧乙烷液化，室溫應(yīng)控制在20℃以上(環(huán)氧乙烷沸點(diǎn)為10.5℃)，必要時(shí)可以對(duì)樣品瓶進(jìn)行加熱。

計(jì)算:采用峰面積定量法，環(huán)氧乙烷的含量按下式計(jì)算

式中，C為樣品中環(huán)氧乙烷濃度，%(m/m);C0為純環(huán)氧乙烷濃度，%(m/m);A0為純環(huán)氧乙烷峰面積;A為樣品中環(huán)氧乙烷峰面積。

1.5 分析數(shù)據(jù)采集

我們每個(gè)濃度制備3瓶進(jìn)行分析，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 分析數(shù)據(jù)Table 3 Analysis numerical value

從表3可以看出測(cè)量值與配制值的偏差≤±1%，說(shuō)明用熱導(dǎo)檢測(cè)器分析方法定值是準(zhǔn)確、可靠的。

2 分析方法的不確定度評(píng)定

1.對(duì)公式(1)求方差及用偏導(dǎo)數(shù)求靈敏度，得

2.不確定度的種類(lèi):1)純環(huán)氧乙烷濃度C0的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度;2)純環(huán)氧乙烷峰面積A0的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度;3)被測(cè)樣品環(huán)氧乙烷的峰面積A的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度;4)進(jìn)樣器體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V);5)溫度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(T)。

3.各分量不確定度分析和計(jì)算:

1)純環(huán)氧乙烷濃度C0的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C0)

純環(huán)氧乙烷的濃度為99.98%，擴(kuò)展不確定度為 urel=(1－99.98%)/1×100%=0.02%

2)純環(huán)氧乙烷峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(A0)

純環(huán)氧乙烷峰面積的誤差主要由人員操作的重復(fù)性、進(jìn)樣的重復(fù)性、色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)積分面積的重復(fù)性等因素引入，可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類(lèi)方法進(jìn)行評(píng)定。

測(cè)量時(shí)，待基線穩(wěn)定后，用清潔后的進(jìn)樣針準(zhǔn)確量取400μL純環(huán)氧乙烷氣體注入色譜儀中，進(jìn)樣5次，準(zhǔn)確記錄純環(huán)氧乙烷峰面積A0。如表4所示。

表4 純環(huán)氧乙烷峰面積值Table 4 Oxirane Peak area Numerical

由此可得純環(huán)氧乙烷峰面積的平均值:

按貝塞爾公式計(jì)算單次試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差:

日常測(cè)量中，在重復(fù)條件下連續(xù)測(cè)量3次:

3)樣品氣中環(huán)氧乙烷峰面積A的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(A)

被測(cè)氣體峰面積的誤差主要由操作人員操作的重復(fù)性、進(jìn)樣的重復(fù)性、色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)積分面積的重復(fù)性等因素引入，可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類(lèi)方法進(jìn)行評(píng)定。

用清潔后的進(jìn)樣針準(zhǔn)確量取40μL被測(cè)氣體注入氣相色譜儀中，進(jìn)樣5次，準(zhǔn)確記錄被測(cè)氣環(huán)氧乙烷峰面積A。我們以濃度為10%、20%、30%的樣品氣為例進(jìn)行說(shuō)明，如表5所示。

表5 混合氣中環(huán)氧乙烷峰面積值Table 5 Oxirane peak area numerical ofmixed gas

由表5可知樣品中環(huán)氧乙烷的峰面積對(duì)分析結(jié)果的不確定度影響＜2%。

4.進(jìn)樣體積相對(duì)不確定度urel(V)

由于已知濃度和未知濃度的氣體底氣是氫氣，檢測(cè)氣體的體積很小，測(cè)量時(shí)候使用的是同一臺(tái)機(jī)器分別進(jìn)樣，所以進(jìn)樣體積的不確定度對(duì)純氣和被測(cè)樣品氣體的環(huán)氧乙烷峰面積影響是相同的，因此進(jìn)樣體積對(duì)被測(cè)氣體濃度的影響可忽略不計(jì)。

5.溫度的相對(duì)不確定度urel(T)

由于實(shí)驗(yàn)室溫度變化不大，由溫度引起的不確定度可以忽略不計(jì)。

6.環(huán)氧乙烷定制的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對(duì)樣品氣環(huán)氧乙烷峰面積的不確定度影響取最大值2%，則

3 結(jié)論

通過(guò)以上分析數(shù)據(jù)表明:此方法分析條件正確、定值準(zhǔn)確。該方法測(cè)量的相對(duì)不確定度小于5%，滿足分析要求。使用氣相色譜法分析環(huán)氧乙烷—二氧化碳熏蒸劑中環(huán)氧乙烷含量，可應(yīng)用于日常生產(chǎn)中，使得對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制達(dá)到理想的效果。

［1］GB/T 5274—2008 氣體分析—校準(zhǔn)用混合氣體的制備一稱(chēng)量法［S］.

［2］GB/T 13098—2006 工業(yè)用環(huán)氧乙烷［S］.

［3］GB 10621—2006 食品添加劑 液體二氧化碳［S］.

［4］中國(guó)工業(yè)氣體協(xié)會(huì).中國(guó)工業(yè)氣體大全［G］.大連:大連理工大學(xué)，2008.

［5］GJB 3756—1999測(cè)量不確定度的表示及評(píng)定［S］.