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气相色谱法测定非甲烷总烃

2017-04-06浙江瑞启检测技术有限公司温州分公司朱绍盛

浙江国土资源 2017年3期
关键词:总烃针筒丙烷

□浙江瑞启检测技术有限公司温州分公司 朱绍盛

□浙江省第十一地质大队 潘大坚

气相色谱法测定非甲烷总烃

□浙江瑞启检测技术有限公司温州分公司 朱绍盛

□浙江省第十一地质大队 潘大坚

一、前言

非甲烷总烃(NMHC)通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物(其中主要是C2-C8)的总称。一般环境空气中非甲烷总烃的含量不高,但随着近年工业的发展,大量废气排入环境空气中。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度,除直接对人体健康有害外,在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾,对环境和人类造成危害。

▲图1▲甲烷出峰时间

▲图2 总烃出峰时间

▲图3 高纯空气出峰时间

监测环境空气和工业废气中非甲烷总烃的方法有很多,有选择燃烧法、红外法、气相色谱法等。目前普遍采用气相色谱法测定非甲烷总烃,该方法具有灵敏度高、快速等优点。本文采用双柱双氢火焰离子检测器气相色谱法,直接进样来检测非甲烷总烃。利用针筒采样,六通阀定量环进样方式分别测定总烃和甲烷含量,由于空气中氧的含量是一定的,总烃扣除甲烷以及空气中氧的含量为非甲烷总烃的含量。

表1▲各组分出峰时间

表2▲甲烷浓度-峰高校准曲线

表3▲总烃浓度-峰高校准曲线

二、实验部分

(一)仪器及设备材料

1.福立 9790II 气相色谱仪器,带双FID检测器,双进样阀双1mL定量环

2.空气压缩机

3.甲烷、丙烷标准混合气体:甲烷浓度(以碳计)5.41mg/m3,丙烷浓度(以碳计)49.02 mg/m3,以氮气为底气,南京天泽气体有限责任公司

4.高纯空气南京天泽气体有限责任公司

5.100mL气体采样针筒

(二)仪器条件

总烃:毛细管空柱 20m×0.53mm。进样口温度:110℃,柱箱:70℃检测器温度:120℃。

氢气流速:40mL/min,空气流速:350 mL /min,尾吹:25 mL /min。

甲烷:填充60-80目 GDX-502担体 5米长内径2mm不锈钢柱子。

进样口温度:110℃,柱箱:70℃,检测器温度:120℃。

氢气流速:40 mL /min,空气流速:350 mL /min。

(三)各组分出峰时间

依据2.2气相条件,以甲烷、丙烷标准混合气体进行甲烷和总烃测定,其出峰时间见图1和图2,以高纯空气测定氧峰,其出峰时间见图3,各组分出峰时间见表1。

(四)校准曲线的绘制

甲烷校准曲线和总烃校准曲线绘制参考《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法HJ/T38-1999》中的方法,含量以碳计。

1.甲烷校准曲线绘制

以甲烷标准气(以碳计)5.41 mg/m3配置1.08、1.35、1.80、2.70、5.41 mg/m3标准系列浓度,绘制浓度-峰高校准曲线,见表2。

2.总烃校准曲线绘制

以甲烷、丙烷标准混合气(以碳计)54.43 mg/m3配置10.89、13.61、18.14、27.22、54.43 mg/m3标准系列浓度,绘制浓度-峰高校准曲线,见表3。

3.空白试验

以高纯空气代替净化空气进样,分别测定甲烷和总烃。在总烃柱上测出氧峰,与总烃出峰时间一样,对总烃有干扰;在甲烷柱上测出氧峰,与甲烷出峰时间不一样,对甲烷的测定不干扰。

(五)检出限的测定

本实验方法检出限采用美国EPA SW-846中规定检出限计算。

公式:MDL=3.143δ

1. 甲烷检出限

取1.08 mg/m3甲烷标准气(以碳计)标准气进行试验,重复测定7次,实验结果如下表4。

2.总烃检出限

取10.89 mg/m3甲烷、丙烷标准混合气(以碳计)标准气进行试验,重复测定7次,重复测定7次,实验结果如下表5。

非甲烷总烃的检出限等于总烃检出限减去甲烷的检出限,即0.042-0.022=0.020 mg/m3,符合《固定污

染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法HJ/T38-1999》0.04mg/m3检出限的要求。

表4▲甲烷检出限

表5▲总烃检出限

表6▲相对标准偏差

表7▲甲烷和总烃加标回收结果

(六)重复性的测定及相对标准偏差

以甲烷标准气(以碳计)5.41 mg/m3和甲烷、丙烷标准混合气(以碳计)54.43 mg/m3,重复测定5次计算其相对标准偏差,见表6。

(七)加标回收

1.甲烷加标回收

在实验环境中,用针筒采集100mL的实际样品,测定甲烷浓度后,将剩余的样品准确推到90mL,再用装有甲烷标准气(以碳计)5.41 mg/m3的针筒准确注射10mL,混匀后测定甲烷浓度。详见表7。

2.总烃加标回收

在实验环境中,用针筒采集100mL的实际样品,测定总烃浓度(减去氧峰)后,将剩余的样品准确推到90mL,再用装有甲烷、丙烷混合标准气(以碳计)54.43 mg/m3的针筒准确注射10mL,混匀后测定总烃浓度。详见表7。

甲烷和总烃的加标结果比较理想。

三、结论

采用针筒采样,双柱双检测器具有操作简单、方法快速、重现性好等特点。

此方法测定的浓度以碳计,而《空气和废气监测分析方法(第四版)增补版》以甲烷计,两者需要一定的折算才能统一。

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