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气相色谱法测定废气中三甲苯的研究

2022-08-28邵先涛郝秋雨陈源方

皮革制作与环保科技 2022年14期
关键词:标准偏差甲苯检出限

张 波,邵先涛,郝秋雨,陈源方

(青山绿水(苏州)检验检测有限公司,江苏 苏州 215000)

三甲苯在工业上经常被用作有机溶剂,且广泛应用于油漆、印刷、石化、纺织、合成橡胶等行业。在企业生产过程中,会排放大量废气并排放至大气中,严重污染环境,使人类身心健康受到威胁。三甲苯具有一定毒性和致癌性,浓度高则对人体危害更大,长期接触可以导致贫血症和白血病[1-3]。此外,苯系物还能够引起城市的光化学烟雾,产生二次污染对人类健康产生更大的危害,因此精确地检测废气中三甲苯的含量非常有必要。目前,三甲苯的检测方法有气相色谱法[4-6]、气相色谱-质谱法[7-9]等,实验通过气相色谱法对废气中1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的检出限、检出下限、校准曲线、精密度和准确度等方面进行研究探讨,为废气中1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的精确检测提供基础。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

主要仪器:MH3 001型全自动烟气采集器(青岛明华)、HY-4/A型石调速多用振荡器(华奥仪器)、Agilent 7 890 B型气相色谱仪(美国安捷伦)。

主要试剂:硫酸(500 mL、GR,金城试剂)、二硫化碳(500 mL、色谱纯GCS,天津科密欧)、二硫化碳中1,2,4-三甲基苯标准溶液(1 000 mg/L,坛墨)、二硫化碳中1,2,3-三甲基苯标准溶液(1 000 mg/L,坛墨)、二硫化碳中1,3,5-三甲基苯标准溶液(1 000 mg/L,坛墨)。

1.2 样品的采集与保存

用橡胶管将活性炭采样管与采样器连接,抽样时活性炭采样管垂直向上进行采样,采样流量0.5 L/min,采样时间为20 min。采样结束后,将采样管两端封闭,于4 ℃以下冷藏保存。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件

在样品分析前,设置气相色谱仪工作条件:使用毛细管柱,柱温为65 ℃,毛细柱载气的流量为30 mL/min,检测器的温度为250 ℃,氢气流量:46 mL/min,空气流量:400 mL/min。

2.2 校准曲线的绘制

1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的分析采用外标法,向5 mL容量瓶或2 mL带螺盖的玻璃瓶中加入100 mg的活性炭,然后加入标准溶液,1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的质量分别为1 ng、5 ng、10 ng、20 ng和50 ng,最后加入二硫化碳,使二硫化碳和标准溶液的总体积为1 mL,配制5个浓度点,依次由低浓度到高浓度进样,按照仪器测试条件绘制标准曲线,各曲线如表1。

从表1 中可以看出:1,2,3-三甲苯标准曲线:y=51.218 2x-26.1247,r=0.999 3;1,2,4-三甲苯标准曲线:y=52.123 0x-25.060 4,r=0.999 4;1,3,5-三甲苯标准曲线:y=51.361 0x-25.467 1,r=0.999 4,相关系数均大于0.999,满足要求。

2.3 检出限

测定10次空白加标后的试样,并计算标准偏差。依据标准HJ 168-2020[10],计算方法检出限、测定下限(平行测定10次,置信度为99%时,t(9,0.99)=2.821,测定下限为4倍检出限)。其中检出限以采样标况体积为10 L、进样量为1 mL计。测试结果如表2所示。

从表2中可以看出:分别测定10次空白加标后的试样,1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的检出限均为0.006 mg/m3,测定下限均为0.024 mg/m3,满足预期要求。

2.4 精密度

实验选取三个空白,分别加入低浓度、中浓度和高浓度的标准溶液,并重复平行测定6次,计算其相对标准偏差,具体检测结果如表3所示。

表3 精密度测试数据表

从表3中可以看出:三个不同加标浓度的样品平行重复测定6次后,1,2,3-三甲苯的相对标准偏差为1.8%~4.8%,1,2,4-三甲苯的相对标准偏差为1.4%~4.6%,1,3,5-三甲苯的相对标准偏差为1.9%~4.3%,均满足预期要求。

2.5 正确度

实验室对活性炭管采集的污染源废气样品分别加标不同浓度,并平行测定6次,具体检测结果如表4、表5及表6所示。

表4 正确度测试数据表

表5 1,2,4-三甲苯正确度测试数据表

表6 1,3,5-三甲苯正确度测试数据表

从表4、表5及表6中可以看出:根据样品测定值和加标量,1,2,3-三甲苯的加标回收率为94.0%~96.6%;1,2,4-三甲苯的加标回收率为92.0%~94.3%;1,3,5-三甲苯的加标回收率为93.3%~96.0%,满足预期要求。

3 结论

研究了气相色谱法测定废气中1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的分析方法,各组分校准曲线符合标准要求,相关系数均大于0.999,分别测定10次空白加标后的试样,1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯的检出限均为0.006 mg/m3,测定下限均为0.024mg/m3。三个不同加标浓度的样品平行重复测定6次后,1,2,3-三甲苯的相对标准偏差为1.8%~4.8%,1,2,4-三甲苯的相对标准偏差为1.4%~4.6%,1,3,5-三甲苯的相对标准偏差为1.9%~4.3%。1,2,3-三甲苯的加标回收率为94.0%~96.6%;1,2,4-三甲苯的加标回收率为92.0%~94.3%;1,3,5-三甲苯的加标回收率为93.3%~96.0%,该方法操作简单、便捷,可满足固定源废气三甲苯的测定。

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