應用雙柱并聯(lián)氣相色譜儀檢測非甲烷總烴的研究

孫光玲 王海瑜 唐俊巖

(1.山東唯真測試分析有限公司，山東 濟南 250061;2.濟南浩宏偉業(yè)檢測技術有限公司，山東 濟南 250061)

所謂非甲烷總烴(NMHC)，是指除甲烷以外，具有可揮發(fā)性的碳氫化合物的總烴，其主要成份是C2-C8的碳氫化合物。一般情況下，非甲烷總烴與煤炭、石油等燃料的燃燒和汽車尾氣的排放有著直接的關系。所以在實際情況中，非甲烷總烴的成分十分復雜，所以在實際研究中常測定除甲烷以外的其它有機物質(zhì)。非甲烷總烴在大氣中的含量一般情況下是很低的，但是如果非甲烷總烴在大氣中的濃度超過一定范圍，會對人體健康有直接的危害。同時在一定條件下，非甲烷總烴通過日光的照射會產(chǎn)生光化學煙霧，對環(huán)境和人類帶來很大的危害，因而是一種主要的大氣污染物。根據(jù)國家《大氣污染物綜合排放標準》(GBl6297-1996)，在城市工業(yè)中現(xiàn)有污染源排放非甲烷總烴的監(jiān)控濃度閥值為5.0mg/m3。

目前，測定在大氣中以及工業(yè)廢氣中的非甲烷總烴有許多方法，但使用最為廣泛的是用氣相色譜法來測定非甲烷總烴。氣相色譜法的主要原理是通過分別測定空氣中總烴以及甲烷烴的含量，通過兩者數(shù)值的相減得到非甲烷總烴的含量。目前，用氣象色譜法測定非甲烷總烴主要有以下幾種方法:l、加氧法測量總烴和非甲烷總烴的方法;2總烴和非甲烷總烴分次測量方法、;3、通過活性炭氣相色譜法來測量非甲烷總烴以及本來要使用的方法-直接法測定大氣中的非甲烷總烴。這些方法大部分都是通過氣相色譜的方法分別測出總烴和甲烷的含量，兩者之差即為NMHC的含量。但是，這些方法都存在著一些缺點，這些方法的分析時間較長，同時樣品存放時間也相對較長。此外，這種方法需要分別測量出甲烷和總烴的含量，由于大氣中的非甲烷總烴含量低，因色譜儀本身的測量而引起的誤差也較大，同時由于實驗步驟較為繁瑣造成的人為誤差也很大，這些方面就有可能導致分析結(jié)果產(chǎn)生誤差。因為本文通過采用氣袋采樣-體自動進樣器進樣的方法來分析氣體中非甲烷總烴，得到了比較滿意的結(jié)果。經(jīng)過實驗得到的數(shù)據(jù)分析，這種方法操作簡單，誤差相對較小，可重復性較高，是一種比較快捷的測量方法。

一 試驗部分

(1)方法原理

我們選用氣袋來手機樣品，通過自動進樣器將樣品自動進樣，然后再通過氣相色譜儀分別測定樣品中的甲烷和總烴的含量，以總烴和甲烷的含量之差得非甲烷總烴含量。同時還要扣除總烴色譜峰中氧峰的存在所帶來的干擾。

(2)儀器

1)帶有雙柱雙氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀(島津GC2014型)。

2)ENTECH 7032-氣體自動進樣器。這種自動進樣器包含了由1個16向34孔樣品的選擇閥、1個雙向8孔的回路進樣閥、1個lmL定量環(huán)及1個真空泵。在這個試驗中，我們通過將樣品分為兩組，來避免分析高低不同濃度的樣品時所帶來的樣品相互污染。

3)色譜柱。柱l為長2m、內(nèi)徑3 mm的不銹鋼柱，內(nèi)填60-80的目硅烷化玻璃微珠，用于測定總烴的含量。同樣的柱2也是為長2 m、內(nèi)徑為3 mm的不銹鋼柱，但是通過主內(nèi)填料的不同(GDX-502(60-80目))，用來測定甲烷的含量。

4)醫(yī)用20 m L、30 mL和100 mL的針頭。

5)泰德拉氣體采樣袋(Tedlar bag)。

(3)實驗步驟

首先，通過將氣袋插人空氣自動進樣器進樣口進行進樣，并鎖緊進樣口卡口來確保樣品沒有泄露。通過啟動氣相色譜儀分析程序和空氣自動進樣器進樣程序，自動記錄色譜峰高和含量，最后計算出來非甲烷總烴的含量。

(4)試劑

1)甲烷、丙烷混合標氣，甲烷濃度為10.7 mg/m3，丙烷濃度為32.0mg/m3，同時要以氮氣為底氣。

2)除烴凈化空氣。

3)純度為99.999%的氮氣。

(五)分析條件

柱溫:60℃;氣化室溫度:120℃;檢測室溫度:150℃;載氣流量:甲烷柱氮氣流量15mL/min，總烴柱氮氣流量25mL/min;氫氣流量:50mL/min;空氣流量:400mL/min;進樣量:lmL;

進樣時間:0.1 min;樣品選擇閥、進樣閥、定量環(huán)及樣品輸送管設定溫度:85℃。

二 結(jié)果與討論

(1)樣品進樣時間的確定

進樣時間通常取決于定量環(huán)體積及色譜儀載氣的流量。一般情況下，定量環(huán)體積固定為lmL，所以載氣流量就是甲烷柱:15 m L/min。同時，總烴柱為:25 mL/min，所以流量取15 mL/min進行計算，公式如下:

式中，T為進樣時間，min;

C為定量環(huán)體積，mL;

V為載氣流速，mL/min。

實際操作中，取0.1 min即可。

(2)本實驗的精密度

本實驗通過分別采用自動及手動進樣的方法，對三種不同濃度的非甲烷總烴表樣進行精密度試驗，同時每種濃度進行8次平行試驗，實驗結(jié)果見表1。

表1 密度試驗數(shù)據(jù)

由表1可以看出，采用自動進樣法所得到的實驗精密度都好于手動進樣法，說明自動進樣法能測量出更精確的熟知。

(3)方法的準確度

本實驗選用注塑廢氣、油墨廢氣和汽車尾氣再加上標準氣進行試驗，具體方法如下:首先測量樣品氣的濃度，取100 mL的樣品氣加到實驗所需要的泰德拉氣體采樣袋中，再加入100 mL的標準氣就可以測定混合氣體的濃度，通過計算成質(zhì)量求出加標的回收率，結(jié)果見表2。由表2可以看出本方法具有較高的準確度，得到了回收率高達98.01%-99.66%。

表2 樣品加標回收率測定結(jié)果

三 結(jié)論

1.本文對氣體自動進樣器進樣時間對分析的影響進行了一定的研究。

2.本方法檢通過對4種性質(zhì)不同的氣體進行加標試驗的研究，得到本方法具有較高的準確度，得到的回收率高達98.01%-99.66%。

3.與傳統(tǒng)手動進樣法相比，氣袋采樣-氣體自動進樣器的自動進樣以及雙柱氣相色譜法對氣體樣品中非甲烷總烴的測量，說明本實驗采用的方法具有操作簡單，誤差相對較小，可重復性較高的特點，是一種比較快捷的測量方法，值得推廣使用。

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