侯秀华，魏 昕，李 宇，张建华

(中国石油化工股份有限公司 北京化工研究院环保所，北京 100013)

1 引言

国家标准《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法》中总烃的定义为规定测定条件下，在气相色谱仪的氢火焰离子化检测器上有响应的气态有机化合物的总和(除非另有说明，结果以碳计)。通过定义可知总烃代表的是固定源废气中可测定出的烷烃、烯烃等有机蒸气的量的总和。根据总烃的测定原理[1～4]相同浓度的不同有机物用测定总烃的检测方法测定时，其在氢火焰离子化检测器上的响应值是不同的，则测出的总烃浓度也是不同的, 仅从总烃的数据无法得出废气中真实有机碳的浓度,因此在实际工作中总烃的高低不能作为判断废气真实污染程度的唯一标准。

对于总烃与总挥发性有机物的关系以往的文献有过相关报道[5,6]， 但是对于废气中实际有机碳与总烃的关系未见有相关研究,本文研究了主要成分为异丁烷、氯乙烷和正己烷的某股废气中实际有机碳浓度与总烃浓度的相互关系，让广大环保工作者认识到废气的监测因子总烃浓度与有机碳浓度根据气体中所含物质种类不同其相互关系是不同的，为治理技术的研究和治理效果的判断提供详实的科学依据。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

2.1.1 试剂

甲烷和丙烷混合标准气体：633 mg/m3(以碳计)，以氮气为底气；异丁烷标准气体：826 mg/m3(以碳计)，以氮气为底气；氯乙烷标准气体：352 mg/m3(以碳计)，以氮气为底气；正己烷标准气体：350 mg/m3(以碳计)，以氮气为底气；直接购买市售有证标准物质。

氢气：纯度≥99.99%；氮气(载气)：纯度≥99.99%；空气：用净化管净化；高纯氮气(稀释气)：纯度≥99.999%。

2.1.2 仪器和设备

气相色谱仪：具氢火焰离子化检测器；进样器：带1 mL定量管的六通阀；色谱柱：材质为不锈钢，长2 m，内径5 mm，内填充硅烷化玻璃微珠(60～80目)；一般实验室常用仪器和设备。

2.2 仪器操作条件

进样口温度：110 ℃；柱温：80 ℃；检测器温度：170 ℃；柱流量：10 mL/min；氢气流量：40 mL/min；空气流量：300 mL/min；尾吹气流量：10 mL/min。

2.3 标准样品及混合样品的配制

2.3.1 总烃标准样品配制

将甲烷和丙烷混合标准气体用高纯氮气稀释配制浓度分别为(以碳计)6.33 mg/m3、12.7 mg/m3、31.7 mg/m3、63.3 mg/m3、126.7 mg/m3、633.4 mg/m3的系列标准样品。

2.3.2 混合样品的配制

将异丁烷、氯乙烷和正己烷三种标准气体混合配置7个混合样品，其中异丁烷含量分别为(以碳计)8.26 mg/m3、16.5 mg/m3、41.3 mg/m3、82.6 mg/m3、165 mg/m3、413 mg/m3、826 mg/m3， 氯乙烷含量分别为(以碳计)3.53 mg/m3、7.06 mg/m3、17.6 mg/m3、35.3 mg/m3、70.6 mg/m3、176 mg/m3、352 mg/m3，正己烷含量分别为(以碳计)8.20 mg/m3、16.4 mg/m3、41.0 mg/m3、82.0 mg/m3、164 mg/m3、410 mg/m3、820 mg/m3。

2.4 实验步骤

2.4.1 标准曲线绘制步骤

由低浓度到高浓度依次测定总烃标准样品，以总烃的浓度(以碳计)mg/m3为横坐标，以峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

2.4.2 配制的混合样品的测定

将异丁烷、氯乙烷和正己烷三种气体混合配置7个混合样品采用总烃标准样品测定的方法测定7个混合样品的总烃浓度。

3 结果与讨论

3.1 方法的线性范围

利用已配制好的含碳量在6.33～633 mg/m3范围内的标准气体考察分析方法的线性范围，实验结果表明含碳量在6.33～633 mg/m3的范围内，标准气体的含碳量和气相色谱的峰面积呈线性关系，其相关系数为0.9996。

3.2 方法的回收率

在方法的线性范围内分别配置低浓度和高浓度2个样品考察了分析方法的回收率，结果见表1。

表1 方法的回收率

3.3 方法的精密度

精密度可以检验分析方法重复测定同一试样时各测定值之间彼此离散的程度，取同一试样进行6次平行测定，精密度测定结果见表2。由表2可知，RSD小于2.0%，表明测定方法的重复性良好。

表2 精密度实验数据

3.4 含异丁烷、氯乙烷和正己烷的废气实际有机碳浓度与总烃浓度的相互关系研究

根据某石化企业排放的废气中主要含有的有机气体种类及其浓度组成，配制了一系列7个废气样品，此股废气中主要含有异丁烷、氯乙烷和正己烷，采用和标准样品同样的测试条件测定配制的废气样品，将测定的总烃浓度和样品中实际有机碳浓度进行对比研究，其结果见表3。

由表3可知，此股废气中无论含有的有异丁烷、氯乙烷和正己烷浓度高低，其有机碳的实际浓度都比总烃浓度高。

针对废气样品中实际有机碳浓度和总烃的浓度做进一步的关系研究发现，异丁烷、氯乙烷和正己烷在废

气中的组成比例固定的情况下其两者之间的关系是呈线性相关的，其关系方程见式1。

y=1.3959x+19.415

(1)

式(1)中，y为废气中异丁烷、氯乙烷和正己烷三者含碳量之和，mg/m3；x为废气总烃的浓度(以碳计)，mg/m3。

表3 样品中总烃的浓度和实际有机碳浓度

4 结论

(1)根据实验结果可得出，总烃是在规定的测定条件下检测出的废气中有机碳浓度，并不一定和废气中实际的有机碳浓度一致，其相关性和废气中有机气体的种类有关。

(2)含有异丁烷、氯乙烷和正己烷的废气其实际有机碳浓度高于总烃的浓度，并具有很好的相关性，根据总烃的浓度可计算出具体含有有机碳的浓度，在选择处理技术，特别是如果选取活性炭吸附技术处理此类废气时，一定要考虑实际有机碳含量，防止活性炭过载，处理效率下降。