雙六通閥間隔進(jìn)樣氣相色譜法測定非甲烷總烴

摘 要：通過采用三通連接兩個具有1.0mL定量環(huán)的六通閥，以雙柱單FID檢測器的氣相色譜儀對環(huán)境中的非甲烷總烴進(jìn)行測定。總烴的濃度扣除甲烷濃度和氧的干擾，即可得到非甲烷總烴的濃度，可以實現(xiàn)當(dāng)次分析樣品，得到包含總烴、甲烷的圖譜，完成總烴、甲烷、非甲烷總烴濃度的測定。當(dāng)進(jìn)樣體積為1.0mL時，總烴的檢出限為：1.6×10-2mg/m3，甲烷的檢出限為：1.3×10-2mg/m3。本分析方法采用單FID檢測器，單次注射樣品，消除多次注射樣品和雙FID檢測器因靈敏度差異引起的誤差；同時，改進(jìn)沒有使用十通閥等復(fù)雜且并不常用的配件，充分利用了實驗室現(xiàn)有的儀器條件，適合條件類似的實驗室進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法；非甲烷總烴；間隔進(jìn)樣；具定量環(huán)六通閥

非甲烷總烴（NMHC）通常指除甲烷以外的所有可揮發(fā)性的碳?xì)浠衔铮ㄆ渲兄饕荂2～C8）[1][2]，文章采用氣相色譜法，以氮氣為載氣，由三通連接雙填充柱單FID檢測器，測定總烴和甲烷的含量，由于實際樣品中存在氧產(chǎn)生的干擾，因此總烴扣除甲烷和氧的干擾即為非甲烷總烴的含量。

1 實驗部分

1.1 方法原理

兩個具有1.0mL定量環(huán)六通閥的進(jìn)樣口通過三通連接，六通閥出氣口同樣用三通連接并接入水封（以減少氣體的擴(kuò)散損失），兩根色譜柱的尾端同樣用三通連接并接入FID檢測器，根據(jù)樣品在兩根色譜柱出峰時間的不同，總烴柱出峰時間快而且只有單一樣品峰，甲烷柱出峰時間較慢而且會分離樣品，因此可以通過間隔切換六通閥，當(dāng)次樣品分析等到總烴、甲烷，并計算出非甲烷總烴。

1.2 儀器及耗材

儀器：GC9790II 型氣相色譜儀，浙江福立分析儀器有限公司；配備兩個具有1.0mL定量環(huán)的六通閥及FID檢測器。HGH-300E氫氣發(fā)生器、HGA-2L空氣發(fā)生器，北京匯龍昌?？瀑Q(mào)有限公司。100 mL 全玻璃注射器，配膠塞以密封采樣口。

色譜柱：總烴柱（3mm×2m）玻璃微珠（80～100目）不銹鋼柱；甲烷柱（3mm×2m）GDX-502（60～80目）不銹鋼柱。

實驗氣體：甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體：以N2為平衡氣，濃度為10μmol/mol（V/V）；除烴空氣：以N2為平衡氣，O2含量21.0%；均購自佛山市科的氣體化工有限公司。高純氮氣（99.999%）購自東莞市特氣有限公司，氫氣、空氣通過氣體發(fā)生器產(chǎn)生，并經(jīng)過凈化處理。

1.3 儀器條件

色譜條件：柱箱溫度：80℃，進(jìn)樣器溫度：120℃，檢測器溫度：120℃；氮氣：0.12MPa（總烴柱），0.12MPa（甲烷柱）；氫氣：30mL/min，空氣：300mL/min，進(jìn)樣量：1.0mL。

2 實驗分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線配置及測定

標(biāo)準(zhǔn)系列的配制：用100mL玻璃注射器抽取適量甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體，用高純氮氣稀釋配制成5個濃度的標(biāo)準(zhǔn)系列（1、2、4、6、10μmol/mol，濃度以甲烷計為：0.714、1.43、2.86、4.23、7.14mg/m3），由于甲烷氣體在注射器中長時間放置存在擴(kuò)散損失，標(biāo)準(zhǔn)系列需要現(xiàn)配現(xiàn)做。

標(biāo)準(zhǔn)系列的測定：在1.3色譜條件下，待儀器穩(wěn)定后，將注射器連接至三通進(jìn)樣口，注入足量的氣體，通過定量環(huán)定量1.0mL氣體進(jìn)入色譜儀，先切換連接總烴柱的六通閥并記錄數(shù)據(jù)，30秒后（時間間隔根據(jù)總烴出峰時間確定）切換甲烷柱的六通閥；由低濃度到高濃度依次進(jìn)樣，每個濃度重復(fù)進(jìn)樣三次得到其響應(yīng)值；以峰面積平均值（μV·s）為縱坐標(biāo)；質(zhì)量濃度（mg/m3）為橫坐標(biāo)，繪制總烴和甲烷的標(biāo)準(zhǔn)曲線，分析數(shù)據(jù)及圖譜分別見表1-表3，圖1-圖2。

2.2 檢出限

用低濃度樣品，進(jìn)行7次重復(fù)測量，得到以下結(jié)果，見表4。

按檢出限MDL=t（n-1，0.99）×S[3]，進(jìn)行計算，則總烴的檢出限為：0.016

mg/m3，甲烷的檢出限為：0.013mg/m3。

2.3 精密度

選擇兩種濃度的氣體樣品進(jìn)行精密度試驗，每個樣品重復(fù)測量6次，得到總烴、甲烷和非甲烷總烴的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表5。

由表5可知，測定方法的精密度較好。

3 結(jié)束語

通過改進(jìn)的氣相色譜儀，采用雙柱單FID檢測器，并對雙六通閥設(shè)置合理的進(jìn)樣時間間隔，實現(xiàn)了用注射器單次注射樣品，便可在同一分析圖譜上得到總烴、甲烷、丙烷等組分的分析結(jié)果，很方便計算出非甲烷總烴；方法檢出限低，精密度好，測定時間短，可消除多次注射樣品和雙FID檢測器因靈敏度的差異性引起誤差；同時本次改進(jìn)沒有使用十通閥等復(fù)雜且并不十分通用的設(shè)備，充分利用了實驗室現(xiàn)有的儀器條件，適合條件類似的實驗室進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]HJ/T 38-1999.固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定 氣相色譜法[S].

[2]國家環(huán)?？偩?空氣和廢氣監(jiān)測分析方法 編委會.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法（第四版增補(bǔ)版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007：587-589.

[3]HJ 168-2010.環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].

作者簡介：賓金華（1987-），男，漢族，廣西玉林人，本科學(xué)歷，2010年7月畢業(yè)于中山大學(xué)，水文與水資源工程專業(yè)。就職于東莞市國華檢測技術(shù)有限公司，實驗室經(jīng)理，主要從事環(huán)境檢測工作。