热脱附-气相色谱法测定污染源气体中的苯系物 .pdf

仪器仪表与分析监测 20 10 年第 2 期 热脱 附一 气相色谱法测定污染源气体中的苯系物 D ete rm i na ti o n of B e nze ne S e ri es i n G as fr0 m P o lluti o n S ou rc e by T he rm al D e so rpti on G as C hrom ato grap hy 徐 丽莉 韩天玮 周志洪 广州市环境监测 中心站广 东广州 510030 摘要 用Tenax 吸附管采集废 气样品 热脱附仪脱附 氢火焰 离子检测器气相 色谱法测定污染源气 体 中的苯 系物 以保 留时间定性 峰 面积外标法定量 操作 简单 重现性好 不需使用有机溶剂 可避免溶剂 污染 实验结果表明 准确度高 能够满足对实际样品的分析要 求 关键词 苯 系物 污染源 热脱附 气相 色谱 法 中图分类号 O 657 7 文献标志码 A 苯系物是无色有特殊芳香气味的挥发I生 有机物 泛应用在油漆 农药 医药 有机化工等行业中 l苯系物 对 人 体和生物均有毒性 是我国环境监测优先控制的污 染物 目前国内实验室主要采样活性炭吸附二硫化碳 脱附气相色谱法测定 2J 要用到试剂二硫化碳 影响分 析人员身体健隶和污染环境 而且前处理操作相对较多 分析时间长 稳定性差 热脱附气相色谱法将采样管放 在热脱附仪 匕 加热脱附 热脱附仪与气相色谱仪的进样 口相连 待测组分直接进 入气相色谱仪进行分析 简化了 操作 自动化陧度高 保证了实验的稳定性和准确性 降 低了人为因素的影响 分析结果准确可靠 不需使用有机 溶剂 不影响环境和 体健康 l 材料与方法 1 1 仪器与试剂 1 1 1 A gi lent 7890 气相色谱仪 检测器为氢火焰 离子化检测器 色谱柱为 J W D B 一1M S 30 0m 0 250 m m x 0 25 txm 1 1 2 M arkes热脱附仪 M arkes Tenax 吸附管 1 1 3氢气发生器 Peak Sc i enti fi c PH300 1 1 4零级空气发生器 Parker H PZA 一 7000 200 1 1 5标准溶液 苯系物标准溶 液浓度分别为 10 g m L 1001xg rnL 1000p g m L 溶剂为甲醇 国 家环境保 护局标准样 品研究所制备 苯系物中 间浓度贮备液的配制 将 1001 g m L 苯系物标 准于 20 的环境温度下平衡 20 分钟 用微量注射器吸取 2 1xL 苯系物标准物于 lm L 甲醇溶液中配制成苯系 物 0 2 p g m L 储备液 1 1 6 载气 氮气 纯度大于 99 999 1 2 仪 器条件 1 2 1气相色谱条件 柱箱升温程序 初始温度40 保持 5 分钟后以6 C 分钟的速率升到 100 2 保持 1分钟 再以 15 C 分钟的速率升到 250 C 保持4 分 钟 柱流量 lm lJ m i n 检测器条件 加热器300 C O r 女 女 七七 女 七 七 七 七 女 七 电 七电 电 注意事项 1 所有的玻璃器皿均应用稀酸或稀硝酸浸泡 2 应使用可调温电炉 开始消煮时温度不宜过 高 炉丝微红即可 当消煮至高氯酸烟雾消失 提高 温度使硫酸发烟回流 但要防止溶液溅出 3 消解过程 中 若样 品呈黑色或棕色 则表示高 氯酸用量不足 此时可移下锥形瓶稍冷后 补加 高 氯酸再放到电炉上加热 直至样品呈灰白色 一 4 4一 参考文献 1 工业固体废物采样制样技术规范 HJ T20 1998 2 城市生活垃圾 全磷的测定 偏钼酸铵分光光度法 CJ T l04 1999 3 国家环境保护总局 水和废水监测分析方法编委会编 水和废水监测分析方法 第四版 北京 中国环境科学 出版社 2002 243 250 4 中国环境监测总站 编写组编 环境水质监测质量保证 手册 M 北京化学工业出版社 1994 236 238 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 热脱附一 气相色谱法测定污染源气体中的苯系物徐丽莉 等 氢气流量 30m L m i n 空气流量 400m L m i n 进样方 式 不分流进样 柱流量 1m L m i n 1 2 2 热脱附条件 氮气流量 20 m L m i n Tenax 管 预吹 1 分钟 280 C 保持 12 分钟 捕 集阱从 10 以 最快 速 度 升 至 300 C 保 持 4 分 钟 传 输 线 温 度 160 C 1 3 样 品采集与保存 采样管在现场用采样泵采样 采样 流速 一般 为 100 m L m i n 采样最多 20 m i n 就足 以分析低浓度的 样品 浓度高的样品用 100 m L 注射器或采样袋采 样 然后在实验室将样品注射到采样管富集 采样 结束后 将采样管两端封闭后在 4 冷藏保存 1 4 测 定方 法 将样品管放在热脱 附仪的样品架上 按 1 2 的 仪器条件 设置好 编写 序列 点 击开 始 自动分 析 以保 留时问定性 峰面积外标法定量 1 5 苯 系物标准 曲线的绘制 将苯系物标准于 20 的环境温度下平衡 20 分 钟 按表 1 标 准浓度系列配制表 分别取一定量的 苯系物标 准溶液 加入 Tenax TA 采 样管 中 用 100 m L m i n 的氮气 吹 2 分钟 配制成标 准浓度系列 按 照 1 4 的步骤测定 表 1 标准浓度 系列配制表 1 6 分析结果的计算 样品浓度 C ug m 式中 o 二 101 325kPa 下标准采样体积 升 卜热脱附进样后 由曲线计算 的分析物质 的量 ng 标准采样体积 Vs P P 式中 P 现场采样时的大气压 kPa 实际采样体积 L 标准状态下的温度 273K 标准状态下的大气压 101 325 kPa 卜实际采样温度 K 2 结果 与分析 2 1 目标化合物分离情况和标准样品谱图 苯系物各组分的保留时问分别为 苯 4 199 m i n 甲苯 6 790 m i n 乙苯 9 751 m i n 对 问 二 甲苯 l0 087 m i n 苯乙烯 10 595 m i n 邻二 甲苯 10 748 m i n 图 1 为苯系物的标准样品谱 图 横坐标为保 留时间 纵坐标为响应值 可知苯 甲苯 乙苯 对 间 二甲苯 l2j 75 0 5 0 0 2 5 0 O 图 1 苯系物标准谱图 2 2 标准 曲线和相关系数 将苯 甲苯 乙苯 对 间 二 甲苯 苯乙烯 邻二 甲苯的峰面积 Y 与质量 w ng 进行线性回归 得到 的标准曲线 回归方程 和相关系数 见表 2 由此 可 见 各组分 的相关性都很好 表 2 线性 关系和相 关系数 编号 化合 物名称 回归方程 相关 系数 1 蓉 A rea 0 802 5 A m t 7 8 16 0 99 9 9 8 2 甲苯 A rea 0 840 4 Am t 2 980 1 Oo0 0o 3 乙苯 A rea 0 8 59 6 A m t 1 165 1 O0 0 0o 4 对 间 二甲苯 A 1 ea 0 869 8 A m t一 22 92 0 999 96 5 苯 乙烯 A rea 0 882 5 A m t一 4 130 0 999 99 6 邻二 甲苯 A rea 0 876 4 A m t一 4 454 0 999 99 2 3 检 出限 准确度和精密度 2 3 1 检出限 在 7 根 Tenax 吸附管中各加入 5uL 0 2 oe 的 标准储备液用 100 m L m i n 的氮气吹 2 分钟配制成低 浓度的样品 按照 1 4 的方法测定 得到表 3 检出限 结果 检出限按照 3 倍标准偏差的算法 苯 甲苯 乙 苯 对 问 二甲苯 苯乙烯 邻二 甲苯的质量检出限分 别约为 2 ng l ng 0 4 ng 0 4 ng 1 ng l ng 测定下限 按照 1O 倍标准偏差 的算法 苯 甲苯 乙苯 对 问 二 甲苯 苯乙烯 邻二 甲苯的测定下限约6 ng 3 ng 1 ng 1 ng 2 ng 2 ng 以 1 升采样量计算 废气中苯系物的检 一 4 5 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 仪器仪表与分析监测 2010 年第2 期 蓑 甲苯 乙苯 对 间 二 甲苯 苯 乙烯 邻二甲苯 蓉 5 05 甲苯 503 乙蓉 50 0 对 问 二 甲苯 1 077 苯 乙烯 509 邻二 甲苯497 2 4质量保证和质量控制 2 4 1采样器采样前或采样 中发现流量波动较大 时 应使用皂膜流量计进行流量校正 如果采样前 后流量变化大于 10 分析结果应为可疑数据 2 4 2 每次样品分析前后必须进行中间浓度检验 如果样品多于 l0 个 则每 10 个样品进行一次前后 的中问浓度检验 中间浓度的实际值与曲线所得值 的偏差 15 则样品的分析数据有效 2 4 3每次采样 时应做一个过程空 白 采样管带 到现场打开两端 不进行采样 然后同采样的采样 管一样密封 带到实验室后 与样 品一样进行 分析 分析的结果则为过程空白 2 4 4每次采样 样品在 10 个之 内和每 10 个样品 应做一个平行样 平行样的偏差应 25 3 结论 3 1试验结果 试验结果表明 热脱附 一气相色谱法测定废气 中的苯系物 实现 了自动化 减少 了人为误差 缩短 了分析 时间 提 高 了工作 效率 不需使用 有机溶 剂 有利于保护环境 检测限低 分析精度好 准确 度高 易于操作 无溶剂污染 分析结果理想 适合 用于各类污染源气体 中苯系物的检测 3 2 应 用实例 用该方法检测石化 汽车厂 汽修厂 化工 造船以 4 6 及电气电子等不同类型污染源气体中的苯系物进行检 测 均取得了较好的结果 操作方便 分析效率高 准确 度 精密度均符合要求 满足常规环境监测的需要 3 3 注意事项 3 3 1采样的体积不能超过安全采样体积 Tenax 对苯系物的安全采样体积见表 5 在实际采样过 程 中如果污染源情况未知 可 以将两根采样管串联 后进行采样 并对两根管都进行分析 将结果相加 表 5 200 m g Tenax 的安全 采样体积 2o 3 3 2样品分析完 要进一步老化采样管 完成后 及时密封 避免在存放的过程 中带人污染物质 并 且每批老化好的采样管都要抽样检查 上机测试是 否还有残留 参考文献 1 张金典 气相色谱法测定污染源气体中的苯系物 J 化 学工程与装备 2009 8 165 169 2 金辉 陈大兴 气相色谱法分析废气 中的挥发性苯系物 J 石